JP3416374B2 - Liquid crystal alignment treatment method, liquid crystal element manufacturing method, and liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal alignment treatment method, liquid crystal element manufacturing method, and liquid crystal element

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JP3416374B2 JP3575496A JP3575496A JP3416374B2 JP 3416374 B2 JP3416374 B2 JP 3416374B2 JP 3575496 A JP3575496 A JP 3575496A JP 3575496 A JP3575496 A JP 3575496A JP 3416374 B2 JP3416374 B2 JP 3416374B2
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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、コンピュ−タの端
末ディスプレイ、各種フラットパネルディスプレイ、ワ
ードプロセッサ、タイプライター、テレビ受像機、ビデ
オカメラのビューファインダー、プロジェクターの光バ
ルブ、液晶プリンターの光バルブ等に用いられる液晶素
子における配向技術、並びに当該液晶素子に関する。
The present invention relates to a terminal display for computers, various flat panel displays, word processors, typewriters, television sets, viewfinders for video cameras, light valves for projectors, light valves for liquid crystal printers, etc. The present invention relates to an alignment technique in a liquid crystal element used and the liquid crystal element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、最も広範に用いられてきてい
るディスプレイとしてCRTが知られており、テレビや
VTRなどの動画出力、あるいはパソコンのモニターと
して広く用いられている。しかしながら、CRTはその
特性上、静止画像に対しては、フリッカや解像度不足に
よる走査縞等が視認性を低下させたり、焼きつきによる
蛍光体の劣化が起こったりする。また、最近ではCRT
が発生する電磁波が人体に悪影響を与えることが分か
り、VDT作業者の健康を害する恐れがある。そして、
構造上、画面後方に広く体積を有するため、オフィス、
家庭の省スペース化を阻害している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a CRT has been known as a display that has been most widely used, and is widely used as a moving image output of a television, a VTR or the like, or a monitor of a personal computer. However, due to the characteristics of the CRT, in a still image, flicker or scanning stripes due to insufficient resolution may reduce the visibility, or the phosphor may deteriorate due to burn-in. Also, recently CRT
It can be seen that the electromagnetic waves generated by the VDT have a bad effect on the human body, which may impair the health of the VDT worker. And
Due to the structure, it has a large volume behind the screen, so the office,
This is an obstacle to saving space in the home.

【0003】このようなCRTの欠点を解決するものと
して液晶表示素子がある。例えばエム・シャット(M.
Schadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.He
lfrich)著“アプライド・フィジックス・レター
ズ”(“Applied Physics Lette
rs”)第18巻、第4号(1971年2月15日発
行)第127頁〜128頁において示されたツイステッ
ド・ネマチック(twisted nematic:T
N)液晶を用いたものが知られている。
There is a liquid crystal display element as a means for solving such a drawback of the CRT. For example, M. Shut (M.
Schadt and W. Helfrich (W. He)
lfrich) "Applied Physics Letters"("Applied Physics Letter")
rs ") Vol. 18, No. 4 (published February 15, 1971), pages 127-128, twisted nematic: T
N) A liquid crystal is known.

【0004】このTN液晶を用いた液晶素子の1つとし
て、コスト面で優位性を持つ単純マトリクスタイプの液
晶素子がある。この液晶素子は画像密度を高くしたマト
リクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロストーク
を発生する問題点があるため、画素数が制限されてい
た。
As one of the liquid crystal elements using the TN liquid crystal, there is a simple matrix type liquid crystal element which is superior in cost. This liquid crystal element has a problem in that cross-talk occurs during time-divisional driving using a matrix electrode structure having a high image density, so that the number of pixels is limited.

【0005】近年このような単純マトリクスタイプの液
晶素子に対して、TFTといわれる液晶素子の開発が行
われている。このタイプは1つ1つの画素にトランジス
タを作成し、各画素での動作を制御するため、クロスト
ークや応答速度の問題は解決される反面、大面積になれ
ばなるほど、不良画素のない液晶素子を作成することが
工業的に非常に困難であり、また可能であっても多大な
コストが発生する。
In recent years, a liquid crystal element called TFT has been developed for such a simple matrix type liquid crystal element. This type creates a transistor in each pixel and controls the operation in each pixel, so that the problem of crosstalk and response speed is solved, but the larger the area, the more liquid crystal elements without defective pixels. Is very difficult to produce industrially, and even if it is possible, it costs a lot.

【0006】このような従来型の液晶素子の欠点を改善
するものとして、強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利
用して、偏光素子との組み合わせにより、透過光線を制
御する型の表示素子がクラーク(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436
7924号明細書)。この強誘電性液晶は、一般に特定
の温度域において、カイラルスメクチックC相またはカ
イラルスメクチックH相を有し、この状態において、加
えられる電界に応答して第1の光学的安定状態と第2の
光学的安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加のな
いときは、その状態を維持する性質、即ち双安定性を有
し、自発分極により反転スイッチングを行うため、非常
に早い応答速度を示す上、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。更に視野角特性も優れてい
ることから、特に、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。ま
た、最近では、チャンダニ、竹添らにより、3つの安定
状態を有するカイラルスメクチック反強誘電液晶素子も
提案されている(ジャパニーズ ジャーナル オブ ア
プライド フィジックス(Japanese Jour
nal of Applied Physics)27
巻、1988年、729頁)。
In order to improve the drawbacks of the conventional liquid crystal element, the display of the type in which the transmitted light rays are controlled by utilizing the anisotropy of the refractive index of the ferroelectric liquid crystal molecules in combination with the polarizing element. A device has been proposed by Clark and Lagerwall (JP 56-107216, U.S. Pat. No. 436).
7924). This ferroelectric liquid crystal generally has a chiral smectic C phase or a chiral smectic H phase in a specific temperature range, and in this state, in response to an applied electric field, the first optical stable state and the second optical stable state. Has one of two stable states, and has the property of maintaining that state when no electric field is applied, that is, bistability, and because it performs inverting switching by spontaneous polarization, it exhibits a very fast response speed. , A bistable state having a memory property can be expressed. Further, since it has excellent viewing angle characteristics, it is considered that it is particularly suitable as a high-speed, high-definition, large-area display element or light valve. Recently, Chandani and Takezoe have proposed a chiral smectic antiferroelectric liquid crystal device having three stable states (Japanese Journal of Applied Physics).
nal of Applied Physics) 27
Vol., 1988, p.729).

【0007】このようなカイラルスメクチック液晶素子
においては、例えば「強誘電液晶の構造と物性」(コロ
ナ社、福田敦夫、竹添秀男著、1990年)に記載され
ているように、ジグザグ状の配向欠陥の発生や、上下基
板間での液晶分子のねじれ(スプレイ配向という)によ
り、コントラストを低下させる場合があるという問題が
あった。この欠陥は、素子構成において、上下基板間に
挟持されたカイラルスメクチック液晶の層状構造が2種
類のシェブロン状(山形状)の構造を形成していること
に因ると考えられる。
In such a chiral smectic liquid crystal element, for example, as described in "Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystal" (Corona Publishing Co., Atsuo Fukuda, Hideo Takezoe, 1990), a zigzag alignment defect is formed. There is a problem that the contrast may be deteriorated due to the occurrence of the phenomenon and twist of liquid crystal molecules between the upper and lower substrates (referred to as splay alignment). This defect is considered to be due to the fact that in the device structure, the layered structure of the chiral smectic liquid crystal sandwiched between the upper and lower substrates forms two types of chevron-shaped (mountain-shaped) structures.

【0008】この問題を解決する1つの方法として、プ
レチルト角を最適に持たせることにより、シェブロン層
構造を一方向に揃え、液晶分子の上下基板間のねじれ状
態を一様状態(ユニホーム配向という)にして弾性エネ
ルギー的に不安定にする方法がある。
As one method of solving this problem, by giving a pretilt angle optimally, the chevron layer structure is aligned in one direction, and the twisted state between the upper and lower substrates of liquid crystal molecules is uniform (called uniform orientation). There is a method of making the elastic energy unstable.

【0009】また他の方法としては、液晶層構造を
「く」の字に折れたシェブロン構造から、各層の傾きが
小さく大略平行に配列した本棚状の構造であるブックシ
ェルフといわれる層状構造に実質的に近い構造(以下、
該構造をブックシェルフと記す)を形成し、ジグザグ欠
陥を解消すると同時にユニホーム配向を実現し、高コン
トラストを実現する方法がある(例えば「次世代液晶デ
ィスプレイと液晶材料」(株)シーエムシー、福田敦夫
編、1992年)。ブックシェルフ層に近い構造を実現
するには、1つには、材料処方を調整し、ナフタレン系
液晶材料を用いる方法があるが、この場合、チルト角が
10°程度であり、理論的最大透過率が得られる22.
5°と比べて非常に小さく、低透過率という問題があ
る。他の代表的な例としては、シェブロン構造を取って
いる液晶素子に外部から電場を加えてブックシェルフ構
造を誘起する方法があるが、この方法は、温度などの外
部刺激に対しての不安定性が問題となっている。
As another method, a chevron structure in which a liquid crystal layer structure is folded in a V shape is replaced with a layer structure called bookshelf which is a bookshelf structure in which each layer has a small inclination and is arranged substantially in parallel. Structure (hereinafter,
This structure is referred to as a bookshelf) to eliminate zigzag defects and at the same time realize uniform orientation and achieve high contrast (for example, "next-generation liquid crystal display and liquid crystal material" CMC, Fukuda). Atsuo, 1992). In order to realize a structure close to a bookshelf layer, one method is to adjust the material prescription and use a naphthalene-based liquid crystal material. In this case, the tilt angle is about 10 ° and the theoretical maximum transmission is obtained. Rate is obtained 22.
It is very small compared to 5 ° and has a problem of low transmittance. Another typical example is a method of inducing a bookshelf structure by externally applying an electric field to a liquid crystal element having a chevron structure, which is unstable to external stimuli such as temperature. Is a problem.

【0010】ブックシェルフに近い層構造を呈する液晶
として、パーフルオロエーテル側鎖をもつ液晶性化合物
(米国特許第5,262,082号明細書)、液晶組成
物(1993年第4回強誘電液晶国際会議P−46、M
arc D.Radcliffeら)等が提案されてい
る。これらの液晶材料によれば、電場等の外部場を用い
ずともブックシェルフあるいはそれに近い層傾き角の小
さい構造を最適なチルト角で現出することが可能であ
る。しかしながら、上記パーフルオロエーテル側鎖をも
つ液晶性化合物は、一般的にはコレステリック相を有さ
ず、通常の強誘電性液晶に適用されるセルに用いた場合
最終的に充分に良好な配向状態を得ることが困難であっ
た。
As a liquid crystal exhibiting a layer structure close to that of a bookshelf, a liquid crystal compound having a perfluoroether side chain (US Pat. No. 5,262,082), a liquid crystal composition (4th ferroelectric liquid crystal in 1993) International Conference P-46, M
arc D. Radcliffe et al.) Have been proposed. According to these liquid crystal materials, a bookshelf or a structure close to the bookshelf with a small layer tilt angle can be revealed with an optimum tilt angle without using an external field such as an electric field. However, the liquid crystal compound having the above-mentioned perfluoroether side chain generally does not have a cholesteric phase, and when it is used in a cell applied to a normal ferroelectric liquid crystal, a sufficiently good alignment state is finally obtained. Was difficult to obtain.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、
コレステリック相をとらない液晶を用いた液晶素子にお
いて良好な配向状態を得ることである。特にブックシェ
ルフ構造に実質的に近い層傾きの小さな構造の液晶層を
安定してとり、且つ特に優れた配向状態をとり、高コン
トラストであり、応答速度が早く、高精細、高輝度の液
晶素子を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances.
It is to obtain a good alignment state in a liquid crystal device using a liquid crystal that does not take a cholesteric phase. In particular, a liquid crystal layer having a structure in which the layer inclination is small and which is substantially close to a bookshelf structure is stably taken, and a particularly excellent alignment state is obtained, and high contrast, fast response speed, high definition and high brightness are provided. Is to be realized.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、少なく
とも一方が配向制御層を有する一対の電極基板間に挟持
された降温下でアイソトロピック相、スメクチック相の
順で相転移をするカイラルスメクチック液晶の配向処理
方法であって、該液晶に対し、アイソトロピック相及び
スメクチック相が混在する温度範囲と、スメクチック相
を呈する温度範囲との間で、温度サイクル処理を施すこ
とを特徴とする液晶の配向処理方法にある。
That is, the present invention is directed to a chiral smectic that undergoes a phase transition in the order of an isotropic phase and a smectic phase under a temperature decrease condition in which at least one is sandwiched between a pair of electrode substrates having an orientation control layer. A method for aligning liquid crystal, wherein the liquid crystal is subjected to a temperature cycle treatment between a temperature range in which an isotropic phase and a smectic phase are mixed and a temperature range in which the smectic phase is exhibited. It is in the orientation treatment method.

【0013】更に、本発明によれば、少なくとも一方が
配向制御層を有する一対の電極基板を対向させてなるセ
ル構造体にカイラルスメクチック液晶を加熱封入した後
スメクチック相まで冷却する工程と、前記液晶に対し、
アイソトロピック相及びスメクチック相が混在する温度
範囲と、スメクチック相を呈する温度範囲との間で温度
サイクル処理を施す工程とを具備する液晶素子の製造方
法が提供される。
Further, according to the present invention, a chiral smectic liquid crystal is heat-sealed in a cell structure having at least one of a pair of electrode substrates having an orientation control layer facing each other, and then cooled to a smectic phase, As opposed to
Provided is a method for producing a liquid crystal element, which comprises a step of performing a temperature cycle treatment between a temperature range in which an isotropic phase and a smectic phase are mixed and a temperature range in which a smectic phase is exhibited.

【0014】更に本発明によれば、少なくとも一方が配
向制御層を有する一対の電極基板間にカイラルスメクチ
ック液晶を挟持してなる液晶素子であって、該液晶に対
し、アイソトロピック相及びスメクチック相が混在する
温度範囲と、スメクチック相を呈する温度範囲との間
で、温度サイクル処理を施したことを特徴とする液晶素
子が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a liquid crystal element in which a chiral smectic liquid crystal is sandwiched between a pair of electrode substrates, at least one of which has an orientation control layer, wherein the liquid crystal has an isotropic phase and a smectic phase. There is provided a liquid crystal element characterized by being subjected to a temperature cycle treatment between a mixed temperature range and a temperature range in which a smectic phase is exhibited.

【0015】尚、本発明における「温度サイクル処理」
とは、アイソトロピック相/スメクチック相の混在温度
範囲領域までの加熱工程(具体的には例えばSmC*
からI相/SmA相の混在温度領域までの加熱)と、当
該混在温領域からスメクチック相までの冷却工程(具体
的には例えばI相/SmA相の混在温度領域からSmC
*までの冷却)とを含む処理である。
The "temperature cycle treatment" in the present invention
The heating process up to the mixed temperature range region of the isotropic phase / smectic phase (specifically, for example, heating from the SmC * phase to the mixed temperature region of the I phase / SmA phase) and the mixed temperature region to the smectic phase. Cooling process (specifically, for example, from the mixed temperature region of I phase / SmA phase to SmC
* Processing including cooling).

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の方法は、少なくとも一方
が配向制御層を有する一対の電極基板間にカイラルスメ
クチック液晶を挟持した構造の素子において、該カイラ
ルスメクチック液晶に対して、スメクチック相、スメク
チックA相において生じる配向欠陥を低減するために好
ましく、特に降温過程でコレステリック相をとらない液
晶における配向処理方法として最も好ましい。以下、こ
の点について詳述する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the method of the present invention, in a device having a structure in which a chiral smectic liquid crystal is sandwiched between a pair of electrode substrates, at least one of which has an orientation control layer, the chiral smectic liquid crystal has a smectic phase and a smectic liquid crystal. It is preferable because it reduces the alignment defects generated in the A phase, and is most preferable as the alignment treatment method for the liquid crystal that does not take the cholesteric phase during the temperature lowering process. Hereinafter, this point will be described in detail.

【0017】カイラルスメクチック液晶素子として双安
定性が発現するのは、SmC* 相(カイラルスメクチッ
クC相)で、その配向状態は液体相(アイソトロピック
相)からの徐冷によって形成される。従って、アイソト
ロピック相とカイラルスメクチック相間にある相系列が
配向形成に大きな影響を与える。熱力学的な安定性から
相系列としては、 1)Iso−Ch−SmA−SmC* 2)Iso−−−−SmA−SmC* 3)Iso−Ch−−−−−SmC* 4)Iso−−−−−−−−SmC* の4通りが考えられる。ここで、Iso;液体相、C
h;コレステリック相、SmA;スメクチックA相であ
る。
Bistability is exhibited in the chiral smectic liquid crystal element by the SmC * phase (chiral smectic C phase), and the orientation state is formed by slow cooling from the liquid phase (isotropic phase). Therefore, the phase series between the isotropic phase and the chiral smectic phase has a great influence on the alignment formation. From thermodynamic stability, as a phase series, 1) Iso-Ch-SmA-SmC * 2) Iso --- SmA-SmC * 3) Iso-Ch ----- SmC * 4) Iso --- There are four possible types of SmC * . Where Iso: liquid phase, C
h: cholesteric phase, SmA: smectic A phase.

【0018】図2は、上記各相をモデル化したものであ
る。1)の相系列を有する液晶組成物は、Iso−Ch
転移において液晶分子の長軸方向秩序が例えば液晶素子
内に施された一軸配向処理の規制に沿って形成され、C
h−SmA転移において液晶分子の位置の秩序(層構
造)が例えば液晶素子内に施された一軸配向処理の規制
に沿って形成され、SmA−SmC* 転移によって液晶
分子のチルトが発現するという段階を経た配向形成のた
め、均一配向が得やすい。しかしながら、2),3),
4)の相系列を有する液晶組成物の場合、液晶分子の長
軸方向秩序と層形成が同時な2)、層形成と液晶分子の
チルトが同時な3)、液晶分子の長軸方向秩序と層形
成、さらにチルトが同時な4)のように、複数の秩序化
が同時のため均一配向が得にくいという問題がある。本
発明は、特に好ましくは上記2)の相系列を有する液晶
組成物の均一配向を実現するものである。
FIG. 2 is a model of each of the above phases. The liquid crystal composition having the phase series of 1) has an Iso-Ch
In the transition, the long-axis order of the liquid crystal molecules is formed, for example, along the regulation of the uniaxial alignment treatment performed in the liquid crystal element, and C
In the h-SmA transition, a positional order (layer structure) of liquid crystal molecules is formed in accordance with, for example, regulation of uniaxial alignment treatment performed in the liquid crystal element, and tilt of the liquid crystal molecules is expressed by the SmA-SmC * transition. It is easy to obtain uniform orientation because the orientation is formed through However, 2), 3),
In the case of the liquid crystal composition having the phase sequence of 4), the long-axis order of the liquid crystal molecules and the layer formation are simultaneously 2), the layer formation and the tilt of the liquid crystal molecules are the same 3), and the long axis direction of the liquid crystal molecules is the same. There is a problem that it is difficult to obtain uniform alignment because a plurality of orders are formed at the same time, as in 4) in which layer formation and tilt are performed simultaneously. The present invention particularly preferably realizes uniform alignment of the liquid crystal composition having the phase sequence of 2) above.

【0019】本発明者は、前記2)の相系列を有する一
軸配向処理を施した基板を用いた液晶素子における液晶
のIso−SmA相転移過程を観察した結果、図3のよ
うにIso状態からスメクチックA相への転移では、ほ
ぼ楕円形のSmA相の島(以後、「バトネ」と呼ぶ)が
発生し、それが成長して接合することによって相転移が
完了することが分かった。また、その時に発現する配向
欠陥は、そのバトネの成長方向が揃わずにランダムであ
ることに起因することも分かった。この理由は明らかで
はないが、例えば液晶素子において一軸配向処理として
ラビングを施したポリイミド配向膜の延伸程度が場所的
にむらが有り、延伸程度の弱い部分では液晶分子を一軸
処理方向(ラビング方向)に揃える規制力が弱くなるた
め、または配向膜の下地層の凹凸等により当該配向膜の
一軸配向規制力が部分的に弱くなるため等が考えられ
る。
As a result of observing the Iso-SmA phase transition process of the liquid crystal in the liquid crystal device using the substrate subjected to the uniaxial alignment treatment having the phase sequence of the above 2), the present inventor changed from the Iso state as shown in FIG. It was found that in the transition to the smectic A phase, islands of the SmA phase having an approximately elliptical shape (hereinafter referred to as “batones”) were generated, and the phase transition was completed by growing and joining them. It was also found that the orientation defects that appear at that time are due to the fact that the growth directions of the buttones are not aligned and are random. Although the reason for this is not clear, for example, in the liquid crystal element, the stretching degree of the polyimide alignment film that has been rubbed as a uniaxial orientation treatment has unevenness locally, and in the portion where the stretching degree is weak, the liquid crystal molecules are uniaxially treated (rubbing direction). It is considered that the regulation force for aligning the alignment film is weakened, or the uniaxial alignment regulation force of the alignment film is partially weakened due to unevenness of the underlying layer of the alignment film.

【0020】一般には、カイラルスメクチック液晶サン
プルをアイソトロピック相からカイラルスメクチック相
まで単純冷却することによって液晶分子配向を形成して
いたが、アイソトロピック相−スメクチック相系列を有
する液晶の場合、例えば上記した理由により図4に示す
ようなスメクチック液晶層方向が揃わない液晶分子配向
欠陥が形成され、当該欠陥部分からの透過光漏れによっ
て表示コントラスト等の表示素子特性が著しく低下す
る。
In general, a liquid crystal molecule alignment was formed by simply cooling a chiral smectic liquid crystal sample from an isotropic phase to a chiral smectic phase. However, in the case of a liquid crystal having an isotropic phase-smectic phase series, for example, the above-mentioned method is used. For some reason, liquid crystal molecule alignment defects in which the directions of the smectic liquid crystal layers are not aligned are formed as shown in FIG. 4, and leakage of transmitted light from the defective parts causes a marked deterioration of display element characteristics such as display contrast.

【0021】そこで本発明者は、このバトネ発生・成長
の方向を揃える手段を鋭意検討した結果、図4のアイソ
トロピック相とスメクチック相の混在温度範囲と、スメ
クチック相を呈する温度範囲との間で、温度を上下させ
る温度サイクル処理をすることによって均一な液晶分子
配向が得られることを確認し、本発明に至ったものであ
る。
Therefore, the present inventor has made extensive studies as to the means for aligning the directions of the generation and growth of the buttones, and as a result, it was found that the temperature range between the mixed temperature range of the isotropic phase and the smectic phase and the temperature range of the smectic phase shown in FIG. It was confirmed that uniform liquid crystal molecule alignment can be obtained by performing a temperature cycle treatment of raising and lowering the temperature, and the present invention has been completed.

【0022】尚、上述した図3、図4に示す状態は、少
なくとも一方に一軸配向処理の施された液晶セルをクロ
スニコル内に配置し、偏光軸を一軸配向処理方向とあわ
せることでI相における暗状態がスメクチックA相にお
ける明状態として観察され得る。図3,図4における観
察面の寸法は100μm□程度である。
In the states shown in FIGS. 3 and 4, the liquid crystal cell, at least one of which has been subjected to the uniaxial alignment treatment, is arranged in crossed Nicols, and the polarization axis is aligned with the uniaxial alignment treatment direction. The dark state in can be observed as the bright state in the smectic A phase. The dimension of the observation surface in FIGS. 3 and 4 is about 100 μm □.

【0023】本発明において、上述したような降温過程
でコレステリック相をとらない液晶としては、例えば液
晶層の構造がブックシェルフ構造あるいはそれに近い層
傾き角の小さな構造の液晶層となり得る材料を用いるこ
とができ、本発明の方法はかかる液晶層構造における配
向状態を良好にするためにより好ましい。
In the present invention, as the liquid crystal which does not take the cholesteric phase in the temperature decreasing process as described above, for example, a material which can be a liquid crystal layer having a bookshelf structure or a liquid crystal layer having a small layer tilt angle close to it is used. However, the method of the present invention is more preferable for improving the alignment state in such a liquid crystal layer structure.

【0024】本発明に係る上記温度サイクルとその過程
における液晶分子配向状態の一例を図1に示す。
FIG. 1 shows an example of the above-mentioned temperature cycle according to the present invention and the alignment state of liquid crystal molecules in the process.

【0025】図1に示されるように、例えば液晶を一対
の電極基板を対向せしめたセル構造体に加熱・封入した
素子ではアイソトロピック相に昇温されている液晶を冷
却してスメクチックC相を得る際に、徐冷過程で液晶分
子の向きの揃わないスメクチック相のバトネが発生し
(配向a)、そのまま徐冷することによってカイラルス
メクチックC相においてもそれが配向欠陥として残って
しまう(配向b)。この配向欠陥を除去するために、上
限温度がアイソトロピック相とスメクチック相の混在す
る温度範囲にあり、下限温度がスメクチック相を呈する
温度範囲にある図1に示すような温度サイクル処理を施
すことによって、配向c,配向dのような均一な液晶分
子配向が得られる。ここで図1における温度サイクル処
理の1サイクルは、SmC*相→(昇温)→I相/Sm
A相→(降温)→SmC*相である。尚、かかる温度サ
イクル処理は1サイクル以上である。
As shown in FIG. 1, for example, in an element in which a liquid crystal is heated and sealed in a cell structure in which a pair of electrode substrates are opposed to each other, the liquid crystal heated to an isotropic phase is cooled to produce a smectic C phase. In the process of obtaining, a smectic phase buttone in which the directions of the liquid crystal molecules are not aligned is generated during the slow cooling process (alignment a), and by slow cooling as it is, it remains as an alignment defect in the chiral smectic C phase (alignment b). ). In order to remove this alignment defect, by performing a temperature cycle treatment as shown in FIG. 1 in which the upper limit temperature is in the temperature range in which the isotropic phase and the smectic phase coexist and the lower limit temperature is in the temperature range in which the smectic phase is exhibited. , Uniform c, and uniform d can be obtained. Here, one cycle of the temperature cycle process in FIG. 1 is: SmC * phase → (temperature increase) → I phase / Sm
Phase A → (cooling down) → SmC * phase. The temperature cycle process is one cycle or more.

【0026】本発明の最大の特徴である上記温度サイク
ル処理によって均一な液晶分子配向が得られる理由を、
観察結果に基づいて本発明者は以下のように考えてい
る。
The reason why a uniform liquid crystal molecule alignment is obtained by the above temperature cycle treatment, which is the greatest feature of the present invention, is as follows.
The present inventor thinks as follows based on the observation results.

【0027】単純冷却で形成された配向欠陥は、一軸配
向処理方向、特にラビング方向からずれたスメクチック
層構造を有し、しかも周りの配向状態とはミスマッチし
た状態であり、エネルギー的に不安定な状態であると考
えられる。そのため、アイソトロピック相とスメクチッ
ク相が混在する温度範囲では、欠陥部分はアイソトロピ
ック相に転移するか、または周りの良好な配向状態に揃
う。この状態から再び冷却することによって、欠陥部分
は、周囲と同様の状態に配向してゆき、配向欠陥の除去
された均一配向が形成されるようになる。即ち、一度ス
メクチック相で生じた配向欠陥のみを、アイソトロピッ
ク相とスメクチック相の混在する温度範囲で選択的にア
イソトロピックの状態にし、続いて周囲の良好なスメク
チック相に配向させるべく前述した温度サイクルを繰り
返して行い、スメクチック相における均一配向を達成す
る。特に、アイソトロピック相の状態では粘性が低く、
周囲の良好な配向状態を示すSmA相の状態に迅速に欠
陥なく配向制御がなされる。このような観点では、アイ
ソトロピック相とスメクチック相が混在する温度範囲の
どの温度まで昇温するのが最適であるかが問題となる
が、本発明者の実験ではその温度はアイソトロピック相
とスメクチック相が混在する温度であれば効果が有る。
好ましくは、アイソトロピック相からスメクチック相へ
の相転移が始まる温度をTPCとしたとき、(TPC−3)
℃以上の温度であり、より好ましくは、(TPC−1)℃
以上の温度でより効果が顕著であった。また、上記温度
サイクルの設定上限温度によらず、温度サイクルの回数
は多い方が良い傾向にあり、また、アイソトロピック相
とスメクチック相の混在温度に放置する時間は長い方が
好ましい。尚、温度を上下させるレート(℃/min)
や、設定下限温度についても使用する液晶材料や、セル
構成における配向制御層に用いる膜の特性に応じて配向
改善を調整するために適宜設定され得る。更に液晶セル
全体を均一にアイソトロピック相とスメクチック相の混
在する温度領域に制御すべくヒーターや加熱チャンバー
を最適に設計する。
Alignment defects formed by simple cooling have a smectic layer structure deviated from the uniaxial alignment treatment direction, especially from the rubbing direction, and are in a state of mismatching with the surrounding alignment state, which is energetically unstable. It is considered to be in a state. Therefore, in the temperature range in which the isotropic phase and the smectic phase coexist, the defect portion is transformed into the isotropic phase or is aligned in a good orientation state around it. By cooling again from this state, the defect portion is oriented in a state similar to that of the surroundings, and a uniform orientation in which the orientation defect is removed is formed. That is, only the alignment defects that once occurred in the smectic phase are selectively brought into an isotropic state in the temperature range in which the isotropic phase and the smectic phase coexist, and then the above-mentioned temperature cycle is performed in order to orient the good smectic phase in the surroundings. Are repeatedly performed to achieve uniform alignment in the smectic phase. Especially in the isotropic phase, the viscosity is low,
Orientation control can be performed quickly and without defects in the state of the SmA phase showing a good orientation state in the surroundings. From such a viewpoint, it becomes a problem which temperature in the temperature range in which the isotropic phase and the smectic phase coexist is optimal, but in the experiment of the present inventor, the temperature is determined to be the isotropic phase and the smectic phase. It is effective at a temperature where phases are mixed.
Preferably, when the temperature at which the phase transition from the isotropic phase to the smectic phase starts is T PC , (T PC −3)
℃ or more, more preferably (T PC -1) ℃
The effect was more remarkable at the above temperatures. Further, regardless of the set upper limit temperature of the above-mentioned temperature cycle, the number of temperature cycles tends to be better, and it is preferable that the time of leaving the mixture at the mixed temperature of the isotropic phase and the smectic phase is longer. In addition, the rate of raising and lowering the temperature (℃ / min)
Alternatively, the set lower limit temperature can be appropriately set in order to adjust the alignment improvement depending on the liquid crystal material used and the characteristics of the film used for the alignment control layer in the cell structure. Further, the heater and the heating chamber are optimally designed to uniformly control the entire liquid crystal cell in a temperature range in which the isotropic phase and the smectic phase coexist.

【0028】以下、本発明の方法を適用する液晶素子の
構成例を図5に沿って詳細に説明する。
A configuration example of a liquid crystal element to which the method of the present invention is applied will be described below in detail with reference to FIG.

【0029】図5に本発明の液晶素子の一例を挙げる。
55が好ましくはカイラルスメクチック液晶組成物から
なる液晶層であり、好ましくは、前述したクラーク及び
ラガウェルのモデルによる双安定性を実現させるため、
層厚(基板間距離)は5μm以下が好ましい。
FIG. 5 shows an example of the liquid crystal element of the present invention.
55 is a liquid crystal layer that is preferably composed of a chiral smectic liquid crystal composition, and preferably, in order to realize the bistability according to the Clark-Ragawell model described above,
The layer thickness (distance between substrates) is preferably 5 μm or less.

【0030】51a、51bは基板であり、ガラス、プ
ラスチック等透明性の高い材料が用いられる。52a、
52bは液晶層55に電圧を印加するためのITO等の
透明電極である。53a、53bは液晶の配向状態を制
御する配向制御層であり、少なくとも一方の基板側の配
向制御層には一軸配向処理がなされる。一軸性配向制御
層の形成方法としては例えば基板上に溶液塗工または蒸
着或いはスパッタリング等により、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、フッ化セリウム、シリコン窒化
物、シリコン炭化物、ホウ素窒化物などの無機物やポリ
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、ナフタレン骨格を有するポリマーなどの有
機物を用いて被膜形成した後、表面をビロード、布或い
は紙等の繊維状のもので摺擦(ラビング)することによ
り得られる。また、SiO等の酸化物或いは窒化物など
を基板の斜方から蒸着する、斜方蒸着法なども用いられ
得る。液晶層において、降温下でコレステリック相をと
らず、アイソトロピック相→スメクチック相(SmA相
/SmC*相)の相転移系列を有する液晶を用いる場
合、好ましくは一方の基板側にのみ一軸配向処理、例え
ばラビング処理の施された配向制御層を設けることが好
ましい。
Substrates 51a and 51b are made of a highly transparent material such as glass or plastic. 52a,
52b is a transparent electrode such as ITO for applying a voltage to the liquid crystal layer 55. Reference numerals 53a and 53b are alignment control layers for controlling the alignment state of the liquid crystal, and at least one of the alignment control layers on the substrate side is uniaxially aligned. The method for forming the uniaxial orientation control layer is, for example, solution coating or vapor deposition or sputtering on the substrate, and silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride. , Inorganic substances such as silicon carbide and boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, polyester imide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene, polysiloxane, cellulose resin, melamine resin, urea Obtained by forming a film using an organic material such as resin, acrylic resin, or a polymer having a naphthalene skeleton, and then rubbing the surface with a fibrous material such as velvet, cloth or paper. That. Further, an oblique evaporation method or the like in which an oxide such as SiO or a nitride is evaporated from the oblique direction of the substrate can also be used. In the liquid crystal layer, when a liquid crystal having a phase transition sequence of isotropic phase → smectic phase (SmA phase / SmC * phase) without taking a cholesteric phase under cooling is used, uniaxial alignment treatment is preferably performed only on one substrate side, For example, it is preferable to provide an orientation control layer that has been subjected to a rubbing treatment.

【0031】また、例えば、透明電極と配向制御層間に
一対の基板のショート防止層としてのZnO、ZrO、
TaOx等の絶縁層や他の有機物層、無機物層が形成さ
れていても良い。54がギャップ制御スペーサーであ
り、例えばシリカビーズ等が用いられる。56a、56
bは偏光板で、一方の基板裏面側に必要に応じて光源を
設ける。かかる液晶素子は、信号電源(不図示)からの
スイッチング信号に応じてスイッチングが行なわれ、表
示素子のライトバルブとして機能する。また、52a、
52bの透明電極を上下クロスにマトリクスとすれば、
パターン表示、パターン露光が可能となり、例えばパー
ソナルコンピューター、ワークステーション等のディス
プレイ、プリンター用等のライトバルブとして用いられ
る。
Further, for example, ZnO, ZrO as a short-circuit preventing layer of the pair of substrates is provided between the transparent electrode and the orientation control layer,
An insulating layer such as TaO x , another organic material layer, or an inorganic material layer may be formed. 54 is a gap control spacer, for example, silica beads or the like is used. 56a, 56
Reference numeral b is a polarizing plate, and a light source is provided on the back surface side of one of the substrates, if necessary. The liquid crystal element is switched according to a switching signal from a signal power source (not shown) and functions as a light valve of the display element. Also, 52a,
If the transparent electrodes 52b are arranged in a matrix in a vertical cross,
It enables pattern display and pattern exposure, and is used as a light valve for displays such as personal computers and workstations, and printers.

【0032】更に、一方の基板側に所定のパターンで
R、G、B、W(白)の複数の色フィルター膜を配置す
ることで、カラーディスプレイに適用することができ
る。
Further, by disposing a plurality of R, G, B, W (white) color filter films in a predetermined pattern on one substrate side, it can be applied to a color display.

【0033】また、本発明では、用いる液晶材料として
前述したようにコレステリック相を示さない系列2)の
材料を用いる。この場合、降温下において液晶材料の等
方相−スメクチック相転移において、一方の基板側から
バトネが徐々に発生しはじめ、他方の基板側に成長して
いくという状態を現出し、スメクチックC相でのより良
好な均一配向状態を得るべく、好ましくは一方の基板側
にのみ一軸配向処理がなされた配向制御層を有し、他方
の基板側では一軸配向処理は施されていないといった素
子構成を適用する。
Further, in the present invention, as the liquid crystal material to be used, the material of series 2) which does not exhibit the cholesteric phase as described above is used. In this case, in the isotropic phase-smectic phase transition of the liquid crystal material under the temperature decrease, the state that the buttone gradually starts to be generated from one substrate side and grows to the other substrate side, and the smectic C phase is generated. In order to obtain a better uniform alignment state, it is preferable to use an element configuration in which the one substrate side has an alignment control layer which is uniaxially oriented and the other substrate side is not uniaxially oriented. To do.

【0034】本発明の液晶素子において、一対の基板間
に配置される液晶部分(図5に示す構造では液晶層5
5)として、特にカイラルスメクチック液晶、特に強誘
電性を示す液晶として好適に用いられるものは、前述し
た2)の相転移系列を有するものであり、好ましくはフ
ルオロカーボン末端鎖及び炭化水素鎖からなり、該両末
端が中心核によって結合され、スメクチック中間相又は
潜在的スメクチック中間相を有するフッ素含有液晶性化
合物を少なくとも一種含有するカイラルスメクチック液
晶組成物を用いる。
In the liquid crystal element of the present invention, the liquid crystal portion disposed between the pair of substrates (the liquid crystal layer 5 in the structure shown in FIG. 5).
As 5), a chiral smectic liquid crystal, particularly a liquid crystal which is preferably used as a ferroelectric liquid crystal, has the phase transition sequence of 2) described above, and preferably comprises a fluorocarbon terminal chain and a hydrocarbon chain, A chiral smectic liquid crystal composition containing at least one fluorine-containing liquid crystalline compound having both ends bound by a central nucleus and having a smectic mesophase or a latent smectic mesophase is used.

【0035】かかるフッ素含有液晶性化合物として、特
に好ましくは、下記一般式(1)又は(2)で表わされ
る化合物が挙げられる。
As the fluorine-containing liquid crystalline compound, a compound represented by the following general formula (1) or (2) is particularly preferable.

【0036】一般式(1)General formula (1)

【0037】[0037]

【化5】 を表し、a,b,cはそれぞれ独立に0または1から3
の整数を表す。ただしa+b+cは少なくとも2であ
る。
[Chemical 5] And a, b and c are each independently 0 or 1 to 3
Represents the integer. However, a + b + c is at least 2.

【0038】M1,N1はそれぞれ独立に、−COO−,
−COS−,−COSe−,−COTe−,−CH2
2−、−CH=CH−,−CH=N−,−C≡C−,
−CH2−O−,−CO−,−O−,単結合を表し、そ
の向きはいずれでもよい。
M 1 and N 1 are independently -COO-,
-COS -, - COSe -, - COTe -, - CH 2 C
H 2 -, - CH = CH -, - CH = N -, - C≡C-,
-CH 2 -O -, - CO - , - O-, a single bond, its orientation may be either.

【0039】X,Y,ZはB1,D1,E1における置換
基であり、それぞれ独立に−H,−Cl,−F,−B
r,−I,−OH,−OCH3,−CN,−NO2を表
す。l,m,nはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。
X, Y and Z are substituents on B 1 , D 1 and E 1 , which are independently --H, --Cl, --F and --B.
r, -I, -OH, -OCH 3 , -CN, representing the -NO 2. l, m, and n each independently represent an integer of 0 to 4.

【0040】G1は−COO−Ce2e−,−O−Ce
2e−,−Ce2e−,−OSOO−,−OOSO−,−
SOO−,−SOOCe2e−,−OCe2e−OCe'
2e'−,−Ce2e−N(Cp2p+1)−SOO−,−Ce
2e−N(Cp2p+1)−CO−(e,e’はそれぞれ
独立に1から20までの整数を表し、pは1から4まで
の整数を表す。)を表す。
G 1 is --COO--C e H 2e- , --O --C e H
2e -, - C e H 2e -, - OSOO -, - OOSO -, -
SOO -, - SOOC e H 2e -, - OC e H 2e -OC e 'H
2e '-, - C e H 2e -N (C p H 2p + 1) -SOO -, - C e
H 2e -N (C p H 2p + 1) -CO- (e, e ' represents an integer of from independently 1 to 20, p represents. An integer from 1 to 4) represents a.

【0041】A1は−O−Cf2f−O−Cg2g+1,−
f2f−O−Cg2g+1,−Cf2f−R’,−O−Cf
2f−R’,−COO−Cf2f−R’,−OCO−Cf
2f−R’(R’は−Cl,−F,−CF3,−NO2
−CN,−H,−COO−Cf'2f'+1,−OCO−C
f'2f'+1を表し、f,f’,gはそれぞれ独立に1か
ら20の整数を表す。)を表し、A1は直鎖でも分岐鎖
でも良い。
[0041] A 1 is -O-C f H 2f -O- C g H 2g + 1, -
C f H 2f -O-C g H 2g + 1, -C f H 2f -R ', - O-C f
H 2f -R ', - COO- C f H 2f -R', - OCO-C f
H 2f -R '(R' is -Cl, -F, -CF 3, -NO 2,
-CN, -H, -COO-C f 'H 2f' + 1, -OCO-C
f ′ H 2f ′ + 1 , f, f ′, and g each independently represent an integer of 1 to 20. ), A 1 may be linear or branched.

【0042】Rは−Cw2w+1であり、wは1から20
までの整数を表す。) 一般式(2)
R is -C w F 2w + 1 , w is 1 to 20
Represents an integer up to. ) General formula (2)

【0043】[0043]

【化6】 を表し、a,b,cはそれぞれ独立に0または1から3
の整数を表す。ただしa+b+cは少なくとも2であ
る。
[Chemical 6] And a, b and c are each independently 0 or 1 to 3
Represents the integer. However, a + b + c is at least 2.

【0044】M,Nはそれぞれ独立に、−COO−,−
COS−,−COSe−,−COTe−,−(CH2
2d−(dは1から4の整数を表す)、−C≡C−,
−CH=CH−,−CH=N−,−CH2−O−,−C
O−,−O−,単結合を表し、その向きはいずれでもよ
い。
M and N are independently -COO-,-
COS -, - COSe -, - COTe -, - (CH 2 C
H 2 ) d- (d represents an integer of 1 to 4), -C≡C-,
-CH = CH -, - CH = N -, - CH 2 -O -, - C
It represents O-, -O-, or a single bond, and its orientation may be any direction.

【0045】それぞれのX,Y,Zは独立に−H,−C
l,−F,−Br,−I,−OH,−OCH3,−C
3,−CF3,−OCF3,−CN,−NO2を表す。そ
れぞれのl,m,nは独立に0〜4の整数を表す。
Each of X, Y and Z is independently -H and -C.
l, -F, -Br, -I, -OH, -OCH 3, -C
H 3, represents -CF 3, -OCF 3, -CN, and -NO 2. Each of l, m, and n independently represents an integer of 0 to 4.

【0046】Gは−COO−Ce2e−,−O−Ce2e
−,−O(Ce"2e"O)t−Ce'2e'−,−Ce
2e−,−OSOO−,−SOO−,−SOOCe
2e−,−Ce2e−N(Cp2p+1)−SOO−,−Ce
2e−N(Cp2p+1)−CO−(e,e’はそれぞれ
独立に1から20までの整数を表し、pは0から4まで
の整数を表す。e”はそれぞれの(Ce"2e"O)に独
立に1から10の整数を表わし、tは1から6の整数を
表わす。)を表す。
[0046] G is -COO-C e H 2e -, - O-C e H 2e
-, - O (C e " H 2e" O) t -C e 'H 2e' -, - C e H
2e -, - OSOO -, - SOO -, - SOOC e H
2e -, - C e H 2e -N (C p H 2p + 1) -SOO -, - C e
H 2e -N (C p H 2p + 1) -CO- (e, e ' represents an integer of from 1 independently to 20, p is an integer from 0 to 4 .e "is respectively ( C e " H 2e" O) independently represents an integer of 1 to 10, and t represents an integer of 1 to 6).

【0047】Aは−O−(Cf2f−O)u−C
h2h+1,−(Cf2f−O)u−Ch2h+1,−Cf2f
−W,−O−Cf2f−W,−COO−Cf2f−W,−
OCO−Cf2f−W(Wは−Cl,−F,−CF3,−
NO2,−CN,−H,−COO−Ch2h+1,−OCO
−Ch2h+1を表し、f,hはそれぞれ独立に1から2
0の整数を表す。uは1から10の整数である。)を表
し、Aは直鎖でも分岐鎖でも良い。
[0047] A is -O- (C f H 2f -O) u -C
h H 2h + 1, - ( C f H 2f -O) u -C h H 2h + 1, -C f H 2f
-W, -O-C f H 2f -W, -COO-C f H 2f -W, -
OCO-C f H 2f -W ( W is -Cl, -F, -CF 3, -
NO 2, -CN, -H, -COO -C h H 2h + 1, -OCO
-C h H 2h + 1 , where f and h are independently 1 to 2
Represents an integer of 0. u is an integer of 1 to 10. ), A may be linear or branched.

【0048】R’は−(Cx'2x'O)z'y'2y'+1
あり、x’はそれぞれの(Cx'2x'O)に独立に1か
ら10までの整数であり、y’は1から10までの整数
であり、z’は1から10までの整数である。)
[0048] R 'is - (C x' F 2x ' O) z' is a C y 'F 2y' + 1 , x 1 'each (C x' independently F 2x 'O) to 10 , Y'is an integer from 1 to 10, and z'is an integer from 1 to 10. )

【0049】この他、上記構造以外の種々の液晶性化合
物、また光学活性化合物を適宜用いることができる。
In addition to these, various liquid crystal compounds other than the above structures and optically active compounds can be appropriately used.

【0050】本発明において、好適な液晶性化合物の具
体例を以下に列挙する。
In the present invention, specific examples of preferable liquid crystal compounds are listed below.

【0051】[0051]

【化7】 [Chemical 7]

【0052】[0052]

【実施例】本発明の効果を実証する為に以下の実験を行
った。
EXAMPLES The following experiments were conducted in order to verify the effects of the present invention.

【0053】本実験で用いた液晶化合物を以下に示す。The liquid crystal compounds used in this experiment are shown below.

【0054】[0054]

【化8】 [Chemical 8]

【0055】本組成物(重量比;化合物A/化合物B=
90/5)の物性パラメータを以下に示す。
This composition (weight ratio; Compound A / Compound B =
The physical property parameters of 90/5) are shown below.

【0056】[0056]

【化9】 チルト角(30℃)Θ =25.8° 自発分極(30℃)Ps=−22.6(nC/cm2 ) δ(層傾き角)=0°に近い状態(30℃付近) 先ず、図5に示したような液晶セルを以下の如く作製し
た。
[Chemical 9] Tilt angle (30 ° C.) Θ = 25.8 ° Spontaneous polarization (30 ° C.) Ps = −22.6 (nC / cm 2 ) δ (layer tilt angle) = 0 ° (near 30 ° C.) First, the figure A liquid crystal cell as shown in No. 5 was prepared as follows.

【0057】厚さ1.1mmのガラス基板51a,b上
に、透明電極52a,bとして約300nmのITO膜
を形成し、更にスピンコート法により配向制御膜を形成
した。
An ITO film having a thickness of about 300 nm was formed as transparent electrodes 52a and 52b on glass substrates 51a and 51b having a thickness of 1.1 mm, and an orientation control film was further formed by spin coating.

【0058】2枚の基板の夫々には、異なる条件で膜形
成を行った。即ち、一方の基板51aについては、東レ
(株)社製LP64のN−メチルピロリドン/n−ブチ
ルセロソルブの2/1の0.4重量%溶液を2700r
pmの速度で回転しているガラス基板に垂らし、そのま
ま20秒回転させた。その後、80℃で5分間前乾燥を
行った後、270℃で1時間加熱焼成処理を施した。
尚、かかる方法により形成した配向制御膜53aの膜厚
は3nmであった。配向処理としてはナイロン布による
ラビング法を施した。
Film formation was performed on each of the two substrates under different conditions. That is, for one of the substrates 51a, a 2/1 0.4 wt% solution of N-methylpyrrolidone / n-butylcellosolve of LP64 manufactured by Toray Industries, Inc. 2700r was used.
It was hung on a glass substrate rotating at a speed of pm and kept rotating for 20 seconds. After that, pre-drying was performed at 80 ° C. for 5 minutes, and then heat baking treatment was performed at 270 ° C. for 1 hour.
The thickness of the orientation control film 53a formed by this method was 3 nm. As the orientation treatment, a rubbing method using a nylon cloth was applied.

【0059】他方の基板51bについては、2000r
pmの速度で回転しているガラス基板に溶液(シランカ
ップリング剤;ODS−Eのエタノールの0.5重量%
溶液)を垂らし、そのまま20秒回転させた。その後、
80℃で5分間乾燥を行った後、180℃で1時間加熱
乾燥処理を施した。
For the other substrate 51b, 2000r
Solution (silane coupling agent; 0.5% by weight of ethanol of ODS-E) on a glass substrate rotating at a speed of pm
The solution) was dropped, and the solution was rotated for 20 seconds. afterwards,
After drying at 80 ° C. for 5 minutes, heat drying treatment was performed at 180 ° C. for 1 hour.

【0060】続いて、配向処理を施したガラス基板51
a上にスペーサ54として平均粒径2.0μmのシリカ
ビーズを散布し、他方のガラス基板51bを重ね合わせ
てセルを作製した。
Subsequently, the glass substrate 51 subjected to the orientation treatment
Silica beads having an average particle diameter of 2.0 μm were dispersed as spacers 54 on a, and the other glass substrate 51b was overlaid to prepare a cell.

【0061】このセルに上記組成物をアイソトロピック
相下で真空注入してから、実験1として4℃/minで
室温まで徐冷することによって配向させ液晶素子を得
た。以上のようにして作製した比較用の液晶素子につい
てコントラストを測定した結果、60であった。尚、こ
の液晶素子について、偏光顕微鏡内での観察ではアイソ
トロピック相−スメクチックA相混在温度幅は4℃(6
9℃〜65℃)であった。
After the above composition was vacuum-injected into this cell in the isotropic phase, in Experiment 1, liquid crystals were obtained by orienting by slowly cooling to room temperature at 4 ° C./min. As a result of measuring the contrast of the comparative liquid crystal element manufactured as described above, it was 60. In addition, with respect to this liquid crystal element, the isotropic phase-smectic A phase mixed temperature range was 4 ° C. (6
9 ° C to 65 ° C).

【0062】ここで本発明における配向性評価の手法と
して行った配向状態及びコントラストの評価方法を説明
する。
Here, the method of evaluating the alignment state and the contrast performed as the method of evaluating the orientation in the present invention will be described.

【0063】まず、配向状態については、クロスニコル
に配置された偏光板内にサンドイッチされた、後述する
ような温度サイクル処理の施さない(実験1)又は施す
(実験2〜7)液晶素子について、夫々最後の徐冷過程
におけるSmAの温度範囲の下限温度近傍の所定温度に
おいて観察する。その際に観察温度において光抜けする
領域があればそれが配向欠陥である。そして、更にクロ
スニコルを回転させ、その光抜けの領域(欠陥領域)が
最暗状態となるような位置に合わせる。このクロスニコ
ルの回転前後の二つの偏光軸のなす角を、欠陥領域にお
けるSm相の液晶分子が、正常な領域の液晶分子の方向
からずれた角度、即ちスメクチック液晶層のレイヤーノ
マル(層の法線方向)のずれ角として、この大きさによ
り配向欠陥の程度を評価する。尚、上記の観察は、Sm
A相の温度範囲で連続して行う。
First, with respect to the alignment state, a liquid crystal element sandwiched in a polarizing plate arranged in crossed Nicols and not subjected to the temperature cycle treatment (Experiment 1) or (Experiment 2 to 7) as described below, Each is observed at a predetermined temperature near the lower limit of the temperature range of SmA in the final slow cooling process. At that time, if there is a region where light escapes at the observation temperature, it is an alignment defect. Then, the crossed Nicols are further rotated so that the light-exiting region (defect region) is brought to the darkest state. The angle formed by the two polarization axes before and after the rotation of the crossed Nicols is the angle at which the liquid crystal molecules of the Sm phase in the defect region deviate from the direction of the liquid crystal molecules in the normal region, that is, the layer normal of the smectic liquid crystal layer (layer method). The degree of the alignment defect is evaluated by this size as the deviation angle in the (line direction). The above observation is based on Sm
Continuously performed in the temperature range of phase A.

【0064】「欠陥×」スメクチック層の法線方向が一
軸配向処理方向から大きく(5°以上)ずれた欠陥領域
が存在する(少しでも存在すればこのように判定)。 「欠陥△」スメクチック層の法線方向が少し(1〜5
°)ずれた欠陥領域が存在する(少しでも存在すればこ
のように判定)。 「欠陥なし」スメクチック層の法線方向が1°以上ずれ
た領域が全く存在しない状態。
"Defect x" There is a defect region in which the normal direction of the smectic layer deviates largely (5 ° or more) from the uniaxial orientation treatment direction (if any, it is judged in this way). “Defect Δ” The normal direction of the smectic layer is a little (1-5
°) There is a defective area that is displaced (if there is even a small amount, it is judged in this way). "No defect" The state where the normal direction of the smectic layer deviates by 1 ° or more does not exist at all.

【0065】クロスニコルに配置された偏光板間に後述
するような温度サイクル処理の施されていない(実験
1)又は施された(実験2)液晶素子を、SmC*相を
示す温度で、同様に図6(A)に示す駆動波形(20
V、1/3バイアス、1000デューティー)を印加す
る。次にパルス幅を変化させ、双安定反転のしきい値パ
ルス幅において駆動時の最暗透過光強度が得られる角度
に素子を回転し、その時の透過光強度を図6(B)のよ
うにIb、その位置において液晶分子が反転したときの
透過光強度Iwをホトダイレクタで検出し、その比(I
w/Ib)をコントラストの評価値とした。均一配向が
得られていないときは、配向欠陥からの光漏れによりI
b値が大きくなりコントラストは小さくなる。
Liquid crystal elements that were not subjected to the temperature cycle treatment (Experiment 1) or were subjected (Experiment 2) as described later between the polarizing plates arranged in the crossed Nicols were the same at the temperature showing the SmC * phase. Drive waveform (20) shown in FIG.
V, 1/3 bias, 1000 duty) is applied. Next, the pulse width is changed, and the element is rotated to an angle at which the darkest transmitted light intensity during driving is obtained at the threshold pulse width of bistable inversion, and the transmitted light intensity at that time is as shown in FIG. 6B. Ib, the transmitted light intensity Iw when the liquid crystal molecules are inverted at that position is detected by a photodirector, and the ratio (I
w / Ib) was used as the evaluation value of contrast. When uniform orientation is not obtained, light leakage from the orientation defect causes I
The b value increases and the contrast decreases.

【0066】次に、実験2,3,4として、上記実験1
の液晶素子をアイソトロピック相−スメクチックA相転
移温度(69℃)よりも3℃低い66℃まで4℃/mi
nで昇温し、10分間保持した後再び4℃/minで室
温(30℃)まで徐冷する工程をそれぞれ1,3,5回
繰り返した結果(室温での保持時間は10分とする)、
コントラストは下記表1のようになった。
Next, as Experiments 2, 3 and 4, the above Experiment 1 was conducted.
The liquid crystal element of 4 ° C / mi up to 66 ° C, which is 3 ° C lower than the isotropic phase-smectic A phase transition temperature (69 ° C).
The temperature was raised at n, held for 10 minutes, and then gradually cooled again to room temperature (30 ° C.) at 4 ° C./min, repeated 1, 3 and 5 times (holding time at room temperature is 10 minutes). ,
The contrast is shown in Table 1 below.

【0067】また、実験5,6,7として、上記実験1
の液晶素子をアイソトロピック相−スメクチックA相転
移温度(69℃)よりも1℃低い68℃まで4℃/mi
nで昇温し、10分間保持した後再び4℃/minで室
温(30℃)まで徐冷する工程をそれぞれ1,3,5回
繰り返した結果(室温での保持時間は10分とする)、
コントラストは下記表1のようになった。
Further, as Experiments 5, 6 and 7, the above Experiment 1
The liquid crystal element of 4 ° C / mi up to 68 ° C, which is 1 ° C lower than the isotropic phase-smectic A phase transition temperature (69 ° C).
The temperature was raised at n, held for 10 minutes, and then gradually cooled again to room temperature (30 ° C.) at 4 ° C./min, repeated 1, 3 and 5 times (holding time at room temperature is 10 minutes). ,
The contrast is shown in Table 1 below.

【0068】[0068]

【表1】 [Table 1]

【0069】表1に示されるように、前述の本発明によ
るところの温度サイクル処理を施すことによって、特に
層傾き角が0℃に近いブックシェルフ構造に近いカイラ
ルスメクチック液晶においても、均一な配向状態を得ら
れることが判る。
As shown in Table 1, by performing the temperature cycle treatment according to the present invention, even in the chiral smectic liquid crystal having a bookshelf structure having a layer tilt angle close to 0 ° C., a uniform alignment state can be obtained. It turns out that

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、高
速、高精細、高輝度、大面積化に好適とされる強誘電液
晶を用いた素子において、ブックシェルフ構造あるいは
それに近い層傾きの小さな構造の液晶層を安定してと
り、且つ特に優れた配向状態を得ることが可能となっ
た。これにより、高コントラストであり、応答速度が早
く、高精細、高輝度、大面積の液晶素子が実現される。
As described above, according to the present invention, in a device using a ferroelectric liquid crystal suitable for high speed, high definition, high brightness, and large area, a bookshelf structure or a layer inclination close to it It is possible to stably obtain a liquid crystal layer having a small structure and obtain a particularly excellent alignment state. As a result, a liquid crystal device having high contrast, high response speed, high definition, high brightness, and large area is realized.

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

【図1】本発明に係る温度サイクルとその過程における
液晶分子配向状態の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a temperature cycle according to the present invention and an alignment state of liquid crystal molecules in the process.

【図2】カイラルスメクチック液晶の各相をモデル化し
た図である。
FIG. 2 is a diagram modeling each phase of a chiral smectic liquid crystal.

【図3】カイラルスメクチック液晶の相転移過程を観察
した結果を模式的に示した図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a result of observing a phase transition process of a chiral smectic liquid crystal.

【図4】従来の単純冷却によって相転移させた液晶分子
に発現していた配向欠陥を説明するための模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an alignment defect that appears in a liquid crystal molecule that has undergone a phase transition by conventional simple cooling.

【図5】本発明の液晶素子に係るセル構成の一例を示す
模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing an example of a cell configuration according to the liquid crystal element of the present invention.

【図6】実施例にて示す液晶素子のコントラストの測定
法を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of measuring the contrast of the liquid crystal element shown in the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51a,b ガラス基板 52a,b 透明電極 53a,b 配向膜 54 スペーサ 55 液晶層 56a,b 偏光板 57 シール剤 51a, b glass substrate 52a, b transparent electrode 53a, b Alignment film 54 Spacer 55 Liquid crystal layer 56a, b Polarizing plate 57 Sealant

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−121021(JP,A) 特開 昭63−77019(JP,A) 特開 昭62−30222(JP,A) 特開 昭60−118823(JP,A) 特開 平6−186516(JP,A) 特開 平5−203959(JP,A) 特開 平4−119326(JP,A) 実開 平1−79019(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 Continuation of the front page (56) Reference JP 63-121021 (JP, A) JP 63-77019 (JP, A) JP 62-30222 (JP, A) JP 60-118823 (JP , A) JP-A-6-186516 (JP, A) JP-A-5-203959 (JP, A) JP-A-4-119326 (JP, A) Actual Kai-hei 1-79019 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1337

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも一方が配向制御層を有する一
対の電極基板間に挟持された降温下でアイソトロピック
相、スメクチック相の順で相転移をするカイラルスメク
チック液晶の配向処理方法であって、該液晶に対し、ア
イソトロピック相及びスメクチック相が混在する温度範
囲と、スメクチック相を呈する温度範囲との間で、温度
サイクル処理を施すことを特徴とする液晶の配向処理方
法。
1. A method for orienting a chiral smectic liquid crystal in which at least one is sandwiched between a pair of electrode substrates having an orientation control layer and undergoes a phase transition in the order of an isotropic phase and a smectic phase under a temperature decrease. A method for aligning a liquid crystal, which comprises subjecting the liquid crystal to a temperature cycle treatment between a temperature range in which an isotropic phase and a smectic phase are mixed and a temperature range in which the smectic phase is exhibited.
【請求項2】 前記温度サイクルの上限温度が、アイソ
トロピック相からスメクチック相への相転移が始まる温
度をTPCとしたとき、(TPC−3)℃以上であることを
特徴とする請求項1に記載の液晶の配向処理方法。
2. The upper limit temperature of the temperature cycle is (T PC −3) ° C. or higher, where T PC is the temperature at which the phase transition from the isotropic phase to the smectic phase begins. 1. The liquid crystal alignment treatment method according to 1.
【請求項3】 前記温度サイクルの上限温度が、アイソ
トロピック相からスメクチック相への相転移が始まる温
度をTPCとしたとき、(TPC−1)℃以上であることを
特徴とする請求項1に記載の液晶の配向処理方法。
3. The upper limit temperature of the temperature cycle is (T PC −1) ° C. or higher, where T PC is the temperature at which the phase transition from the isotropic phase to the smectic phase starts. 1. The liquid crystal alignment treatment method according to 1.
【請求項4】 少なくとも一方の基板において、一軸配
向処理のなされた配向制御層が設けられていることを特
徴とする請求項1に記載の液晶の配向処理方法。
4. The liquid crystal alignment treatment method according to claim 1, wherein at least one of the substrates is provided with an alignment control layer subjected to uniaxial alignment treatment.
【請求項5】 一方の基板のみに一軸配向処理のなされ
た配向制御層が設けられていることを特徴とする請求項
1に記載の液晶の配向処理方法。
5. The liquid crystal alignment treatment method according to claim 1, wherein the alignment control layer subjected to the uniaxial alignment treatment is provided on only one of the substrates.
【請求項6】 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4に記載の液晶の配向処理方法。
6. The method of aligning a liquid crystal according to claim 4, wherein the uniaxial alignment treatment is a rubbing treatment.
【請求項7】 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5に記載の液晶の配向処理方法。
7. The liquid crystal alignment treatment method according to claim 5, wherein the uniaxial alignment treatment is a rubbing treatment.
【請求項8】 カイラルスメクチック液晶が、下記一般
式(1)で表される化合物の少なくとも一種及び/又は
下記一般式(2)で表される化合物の少なくとも一種を
含有することを特徴とする請求項1記載の液晶の配向処
理方法。一般式(1) 【化1】 を表し、 a,b,cはそれぞれ独立に0または1から3の整数を
表す。ただしa+b+cは少なくとも2である。M1
1はそれぞれ独立に、−COO−,−COS−,−C
OSe−,−COTe−,−CH2CH2−、−CH=C
H−,−CH=N−,−C≡C−,−CH2−O−,−
CO−,−O−,単結合を表し、その向きはいずれでも
よい。X,Y,ZはB1,D1,E1における置換基であ
り、それぞれ独立に−H,−Cl,−F,−Br,−
I,−OH,−OCH3,−CN,−NO2を表す。l,
m,nはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。G1は−
COO−Ce2e−,−O−Ce2e−,−Ce2e−,
−OSOO−,−OOSO−,−SOO−,−SOOC
e2e−,−OCe2e−OCe'2e'−,−Ce2e−N
(Cp2p+1)−SOO−,−Ce2e−N(C
p2p+1)−CO−(e,e’はそれぞれ独立に1から
20までの整数を表し、pは1から4までの整数を表
す。)を表す。A1は−O−Cf2f−O−Cg2g+1
−Cf2f−O−Cg2g+1,−Cf2f−R’,−O−
f2f−R’,−COO−Cf2f−R’,−OCO−
f2f−R’(R’は−Cl,−F,−CF3,−NO
2,−CN,−H,−COO−Cf'2f'+1,−OCO−
f'2f'+1を表し、f,f’,gはそれぞれ独立に1
から20の整数を表す。)を表し、A1は直鎖でも分岐
鎖でも良い。Rは−Cw2w+1であり、wは1から20
までの整数を表す。) 一般式(2) 【化2】 を表し、 a,b,cはそれぞれ独立に0または1から3の整数を
表す。ただしa+b+cは少なくとも2である。M,N
はそれぞれ独立に、−COO−,−COS−,−COS
e−,−COTe−,−(CH2CH2d−(dは1か
ら4の整数を表す)、−C≡C−,−CH=CH−,−
CH=N−,−CH2−O−,−CO−,−O−,単結
合を表し、その向きはいずれでもよい。それぞれのX,
Y,Zは独立に−H,−Cl,−F,−Br,−I,−
OH,−OCH3,−CH3,−CF3,−OCF3,−C
N,−NO2を表す。それぞれのl,m,nは独立に0
〜4の整数を表す。Gは−COO−Ce2e−,−O−
e2e−,−O(Ce"2e"O)t−Ce'2e'−,−C
e2e−,−OSOO−,−SOO−,−SOOCe2e
−,−Ce2e−N(Cp2p+1)−SOO−,−Ce
2e−N(Cp2p+1)−CO−(e,e’はそれぞれ独
立に1から20までの整数を表し、pは0から4までの
整数を表す。e”はそれぞれの(Ce"2e"O)に独立
に1から10の整数を表わし、tは1から6の整数を表
わす。)を表す。Aは−O−(Cf2f−O)u−Ch
2h+1,−(Cf2f−O)u−Ch2h+1,−Cf2f
W,−O−Cf2f−W,−COO−Cf2f−W,−O
CO−Cf2f−W(Wは−Cl,−F,−CF3,−N
2,−CN,−H,−COO−Ch2h+1,−OCO−
h2h+1を表し、f,hはそれぞれ独立に1から20
の整数を表す。uは1から10の整数である。)を表
し、Aは直鎖でも分岐鎖でも良い。R’は−(Cx'
2x'O)z'y'2y'+1であり、x’はそれぞれの(Cx'
2x'O)に独立に1から10までの整数であり、y’
は1から10までの整数であり、z’は1から10まで
の整数である。)
8. The chiral smectic liquid crystal contains at least one compound represented by the following general formula (1) and / or at least one compound represented by the following general formula (2). Item 2. A method for aligning a liquid crystal according to item 1. General formula (1) And a, b, and c each independently represent 0 or an integer of 1 to 3. However, a + b + c is at least 2. M 1 ,
N 1 is each independently -COO-, -COS-, -C.
OSe -, - COTe -, - CH 2 CH 2 -, - CH = C
H -, - CH = N - , - C≡C -, - CH 2 -O -, -
It represents CO-, -O-, or a single bond, and its orientation may be any direction. X, Y, and Z are substituents on B 1 , D 1 , and E 1 , and are independently -H, -Cl, -F, -Br,-.
I, -OH, -OCH 3, -CN , represents a -NO 2. l,
m and n each independently represent an integer of 0 to 4. G 1 is-
COO-C e H 2e -, - O-C e H 2e -, - C e H 2e -,
-OSOO-, -OOSO-, -SOO-, -SOOC
e H 2e -, - OC e H 2e -OC e 'H 2e' -, - C e H 2e -N
(C p H 2p + 1) -SOO -, - C e H 2e -N (C
p H 2p + 1) -CO- ( e, e ' represents an integer of from independently 1 to 20, p represents represents.) an integer from 1 to 4. A 1 is -O-C f H 2f -O- C g H 2g + 1,
-C f H 2f -O-C g H 2g + 1, -C f H 2f -R ', - O-
C f H 2f -R ', - COO-C f H 2f -R', - OCO-
C f H 2f -R '(R ' is -Cl, -F, -CF 3, -NO
2, -CN, -H, -COO- C f 'H 2f' + 1, -OCO-
It represents C f 'H 2f' + 1 , f, f ', g each independently 1
Represents an integer from 20 to 20. ), A 1 may be linear or branched. R is a -C w F 2w + 1, w is from 1 to 20
Represents an integer up to. ) General formula (2) And a, b, and c each independently represent 0 or an integer of 1 to 3. However, a + b + c is at least 2. M, N
Are independently -COO-, -COS-, -COS
e -, - COTe -, - (CH 2 CH 2) d - (d is an integer of from 1 4), - C≡C -, - CH = CH -, -
CH = N -, - CH 2 -O -, - CO -, - O-, a single bond, its orientation may be either. Each X,
Y and Z are independently -H, -Cl, -F, -Br, -I,-.
OH, -OCH 3, -CH 3, -CF 3, -OCF 3, -C
N, representing the -NO 2. Each l, m, n is 0 independently
Represents an integer of 4; G is -COO-C e H 2e -, - O-
C e H 2e -, - O (C e "H 2e" O) t -C e 'H 2e' -, - C
e H 2e -, - OSOO - , - SOO -, - SOOC e H 2e
-, - C e H 2e -N (C p H 2p + 1) -SOO -, - C e H
2e -N (C p H 2p + 1) -CO- (e, e ' represents an integer of from independently 1 to 20, p is an integer from 0 to 4 .e "is each (C e "H 2e" O) independently represents an integer of 1 to 10, t is .A representative of the representative.) an integer from 1 to 6 -O- (C f H 2f -O ) u -C h H
2h + 1, - (C f H 2f -O) u -C h H 2h + 1, -C f H 2f -
W, -O-C f H 2f -W, -COO-C f H 2f -W, -O
CO-C f H 2f -W ( W is -Cl, -F, -CF 3, -N
O 2, -CN, -H, -COO -C h H 2h + 1, -OCO-
Represents C h H 2h + 1 , and f and h are each independently 1 to 20
Represents the integer. u is an integer of 1 to 10. ), A may be linear or branched. R'is-(C x ' F
2x 'O) z' is a C y 'F 2y' + 1 , x ' is each (C x'
F 2x ′ O) is independently an integer from 1 to 10 and y ′
Is an integer from 1 to 10, and z ′ is an integer from 1 to 10. )
【請求項9】 少なくとも一方が配向制御層を有する一
対の電極基板を対向させてなるセル構造体に、カイラル
スメクチック液晶を加熱封入する工程と、前記液晶に対
し、アイソトロピック相及びスメクチック相が混在する
温度範囲と、スメクチック相を呈する温度範囲との間で
温度サイクル処理を施す工程と、を具備することを特徴
とする液晶素子の製造方法。
9. A step of heating and enclosing a chiral smectic liquid crystal in a cell structure in which a pair of electrode substrates each having an orientation control layer are opposed to each other, and an isotropic phase and a smectic phase are mixed with the liquid crystal. And a step of performing a temperature cycle treatment between the temperature range in which the smectic phase is exhibited and the temperature range in which the smectic phase is exhibited.
【請求項10】 カイラルスメクチック液晶をアイソト
ロピック相となる温度において加熱封入することを特徴
とする請求項9記載の液晶素子の製造方法。
10. The method for producing a liquid crystal element according to claim 9, wherein the chiral smectic liquid crystal is heat-sealed at a temperature at which it becomes an isotropic phase.
【請求項11】 前記温度サイクルの上限温度が、アイ
ソトロピック相からスメクチック相への相転移が始まる
温度をTPCとしたとき、(TPC−3)℃以上であること
を特徴とする請求項9に記載の液晶素子の製造方法。
11. The upper limit temperature of the temperature cycle is (T PC −3) ° C. or higher, where T PC is the temperature at which the phase transition from the isotropic phase to the smectic phase starts. 9. The method for manufacturing a liquid crystal device according to item 9.
【請求項12】 前記温度サイクルの上限温度が、アイ
ソトロピック相からスメクチック相への相転移が始まる
温度をTPCとしたとき、(TPC−1)℃以上であること
を特徴とする請求項9に記載の液晶素子の製造方法。
12. The upper limit temperature of the temperature cycle is (T PC −1) ° C. or more, where T PC is a temperature at which a phase transition from an isotropic phase to a smectic phase starts. 9. The method for manufacturing a liquid crystal device according to item 9.
【請求項13】 少なくとも一方の基板において、一軸
配向処理のなされた配向制御層が設けられていることを
特徴とする請求項9に記載の液晶素子の製造方法。
13. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 9, wherein at least one of the substrates is provided with an alignment control layer which has been subjected to a uniaxial alignment treatment.
【請求項14】 一方の基板のみに一軸配向処理のなさ
れた配向制御層が設けられていることを特徴とする請求
項9に記載の液晶素子の製造方法。
14. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 9, wherein the uniaxial alignment control layer is provided on only one of the substrates.
【請求項15】 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13に記載の液晶素子の製造方
法。
15. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 13, wherein the uniaxial alignment treatment is a rubbing treatment.
【請求項16】 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14に記載の液晶素子の製造方
法。
16. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 14, wherein the uniaxial alignment treatment is a rubbing treatment.
【請求項17】 カイラルスメクチック液晶が、下記一
般式(1)で表される化合物の少なくとも一種及び/又
は下記一般式(2)で表される化合物の少なくとも一種
を含有することを特徴とする請求項9記載の液晶素子の
製造方法。一般式(1) 【化3】 を表し、 a,b,cはそれぞれ独立に0または1から3の整数を
表す。ただしa+b+cは少なくとも2である。M1
1はそれぞれ独立に、−COO−,−COS−,−C
OSe−,−COTe−,−CH2CH2−、−CH=C
H−,−CH=N−,−CH2−O−,−CO−,−O
−,−C≡C−,単結合を表し、その向きはいずれでも
よい。X,Y,ZはB1,D1,E1における置換基であ
り、それぞれ独立に−H,−Cl,−F,−Br,−
I,−OH,−OCH3,−CN,−NO2を表す。l,
m,nはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。G1は−
COO−Ce2e−,−O−Ce2e−,−Ce2e−,
−OSOO−,−OOSO−,−SOO−,−SOOC
e2e−,−OCe2e−OCe'2e'−,−Ce2e−N
(Cp2p+1)−SOO−,−Ce2e−N(C
p2p+1)−CO−(e,e’はそれぞれ独立に1から
20までの整数を表し、pは1から4までの整数を表
す。)を表す。A1は−O−Cf2f−O−Cg2g+1
−Cf2f−O−Cg2g+1,−Cf2f−R’,−O−
f2f−R’,−COO−Cf2f−R’,−OCO−
f2f−R’(R’は−Cl,−F,−CF3,−NO
2,−CN,−H,−COO−Cf'2f'+1,−OCO−
f'2f'+1を表し、f,f’,gはそれぞれ独立に1
から20の整数を表す。)を表し、A1は直鎖でも分岐
鎖でも良い。Rは−Cw2w+1であり、wは1から20
までの整数を表す。) 一般式(2) 【化4】 を表し、 a,b,cはそれぞれ独立に0または1から3の整数を
表す。ただしa+b+cは少なくとも2である。M,N
はそれぞれ独立に、−COO−,−COS−,−COS
e−,−COTe−,−(CH2CH2d−(dは1か
ら4の整数を表す)、−C≡C−,−CH=CH−,−
CH=N−,−CH2−O−,−CO−,−O−,単結
合を表し、その向きはいずれでもよい。それぞれのX,
Y,Zは独立に−H,−Cl,−F,−Br,−I,−
OH,−OCH3,−CH3,−CF3,−OCF3,−C
N,−NO2を表す。それぞれのl,m,nは独立に0
〜4の整数を表す。Gは−COO−Ce2e−,−O−
e2e−,−O(Ce"2e"O)t−Ce'2e'−,−C
e2e−,−OSOO−,−SOO−,−SOOCe2e
−,−Ce2e−N(Cp2p+1)−SOO−,−Ce
2e−N(Cp2p+1)−CO−(e,e’はそれぞれ独
立に1から20までの整数を表し、pは0から4までの
整数を表す。e”はそれぞれの(Ce"2e"O)に独立
に1から10の整数を表わし、tは1から6の整数を表
わす。)を表す。Aは−O−(Cf2f−O)u−Ch
2h+1,−(Cf2f−O)u−Ch2h+1,−Cf2f
W,−O−Cf2f−W,−COO−Cf2f−W,−O
CO−Cf2f−W(Wは−Cl,−F,−CF3,−N
2,−CN,−H,−COO−Ch2h+1,−OCO−
h2h+1を表し、f,hはそれぞれ独立に1から20
の整数を表す。uは1から10の整数である。)を表
し、Aは直鎖でも分岐鎖でも良い。R’は−(Cx'
2x'O)z'y'2y'+1であり、x’はそれぞれの(Cx'
2x'O)に独立に1から10までの整数であり、y’
は1から10までの整数であり、z’は1から10まで
の整数である。)
17. The chiral smectic liquid crystal contains at least one compound represented by the following general formula (1) and / or at least one compound represented by the following general formula (2). Item 10. A method for manufacturing a liquid crystal device according to item 9. General formula (1) And a, b, and c each independently represent 0 or an integer of 1 to 3. However, a + b + c is at least 2. M 1 ,
N 1 is each independently -COO-, -COS-, -C.
OSe -, - COTe -, - CH 2 CH 2 -, - CH = C
H -, - CH = N - , - CH 2 -O -, - CO -, - O
-, -C≡C-, represents a single bond, and its orientation may be any. X, Y, and Z are substituents on B 1 , D 1 , and E 1 , and are independently -H, -Cl, -F, -Br,-.
I, -OH, -OCH 3, -CN , represents a -NO 2. l,
m and n each independently represent an integer of 0 to 4. G 1 is-
COO-C e H 2e -, - O-C e H 2e -, - C e H 2e -,
-OSOO-, -OOSO-, -SOO-, -SOOC
e H 2e -, - OC e H 2e -OC e 'H 2e' -, - C e H 2e -N
(C p H 2p + 1) -SOO -, - C e H 2e -N (C
p H 2p + 1) -CO- ( e, e ' represents an integer of from independently 1 to 20, p represents represents.) an integer from 1 to 4. A 1 is -O-C f H 2f -O- C g H 2g + 1,
-C f H 2f -O-C g H 2g + 1, -C f H 2f -R ', - O-
C f H 2f -R ', - COO-C f H 2f -R', - OCO-
C f H 2f -R '(R ' is -Cl, -F, -CF 3, -NO
2, -CN, -H, -COO- C f 'H 2f' + 1, -OCO-
It represents C f 'H 2f' + 1 , f, f ', g each independently 1
Represents an integer from 20 to 20. ), A 1 may be linear or branched. R is a -C w F 2w + 1, w is from 1 to 20
Represents an integer up to. ) General formula (2) And a, b, and c each independently represent 0 or an integer of 1 to 3. However, a + b + c is at least 2. M, N
Are independently -COO-, -COS-, -COS
e -, - COTe -, - (CH 2 CH 2) d - (d is an integer of from 1 4), - C≡C -, - CH = CH -, -
CH = N -, - CH 2 -O -, - CO -, - O-, a single bond, its orientation may be either. Each X,
Y and Z are independently -H, -Cl, -F, -Br, -I,-.
OH, -OCH 3, -CH 3, -CF 3, -OCF 3, -C
N, representing the -NO 2. Each l, m, n is 0 independently
Represents an integer of 4; G is -COO-C e H 2e -, - O-
C e H 2e -, - O (C e "H 2e" O) t -C e 'H 2e' -, - C
e H 2e -, - OSOO - , - SOO -, - SOOC e H 2e
-, - C e H 2e -N (C p H 2p + 1) -SOO -, - C e H
2e -N (C p H 2p + 1) -CO- (e, e ' represents an integer of from independently 1 to 20, p is an integer from 0 to 4 .e "is each (C e "H 2e" O) independently represents an integer of 1 to 10, t is .A representative of the representative.) an integer from 1 to 6 -O- (C f H 2f -O ) u -C h H
2h + 1, - (C f H 2f -O) u -C h H 2h + 1, -C f H 2f -
W, -O-C f H 2f -W, -COO-C f H 2f -W, -O
CO-C f H 2f -W ( W is -Cl, -F, -CF 3, -N
O 2, -CN, -H, -COO -C h H 2h + 1, -OCO-
Represents C h H 2h + 1 , and f and h are each independently 1 to 20
Represents the integer. u is an integer of 1 to 10. ), A may be linear or branched. R'is-(C x ' F
2x 'O) z' is a C y 'F 2y' + 1 , x ' is each (C x'
F 2x ′ O) is independently an integer from 1 to 10 and y ′
Is an integer from 1 to 10, and z ′ is an integer from 1 to 10. )
【請求項18】 少なくとも一方が配向制御層を有する
一対の電極基板間にカイラルスメクチック液晶を挟持し
てなる液晶素子であって、該液晶に対し、アイソトロピ
ック相及びスメクチック相が混在する温度範囲と、スメ
クチック相を呈する温度範囲との間で温度サイクルを施
したことを特徴とする液晶素子。
18. A liquid crystal device comprising a pair of electrode substrates, at least one of which has an orientation control layer, between which a chiral smectic liquid crystal is sandwiched, wherein a temperature range in which an isotropic phase and a smectic phase are mixed with the liquid crystal. , A liquid crystal element characterized by being subjected to a temperature cycle between a temperature range exhibiting a smectic phase.
【請求項19】 少なくとも一方の基板において、一軸
配向処理のなされた配向制御層が設けられていることを
特徴とする請求項18に記載の液晶素子。
19. The liquid crystal device according to claim 18, wherein at least one of the substrates is provided with an alignment control layer which has been subjected to a uniaxial alignment treatment.
【請求項20】 一方の基板のみに一軸配向処理のなさ
れた配向制御層が設けられていることを特徴とする請求
項18に記載の液晶素子。
20. The liquid crystal element according to claim 18, wherein an alignment control layer subjected to a uniaxial alignment treatment is provided on only one of the substrates.
【請求項21】 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19に記載の液晶素子。
21. The liquid crystal device according to claim 19, wherein the uniaxial alignment treatment is a rubbing treatment.
【請求項22】 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20に記載の液晶素子。
22. The liquid crystal element according to claim 20, wherein the uniaxial alignment treatment is a rubbing treatment.
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