JPH01231022A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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Publication number
JPH01231022A
JPH01231022A JP5800588A JP5800588A JPH01231022A JP H01231022 A JPH01231022 A JP H01231022A JP 5800588 A JP5800588 A JP 5800588A JP 5800588 A JP5800588 A JP 5800588A JP H01231022 A JPH01231022 A JP H01231022A
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JP
Japan
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liquid crystal
film
orientation
compd
compound
Prior art date
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Application number
JP5800588A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunsuke Kobayashi
駿介 小林
Kenji Nakatani
賢司 中谷
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Publication of JPH01231022A publication Critical patent/JPH01231022A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a liquid crystal element having superior characteristics for displaying memories as well as obtg. perfect memories by using a ferroelectric liquid crystal and constituting an orientation film of a monomolecular film comprising an org. high molecular compd. formed by the Langmuir- Blodgett's technique or a cumulative film of the monomolecular film. CONSTITUTION:A ferroelectric liquid crystal is used and its orientation film is constituted of a monomolecular film of an org. high molecular compd. formed by the Langmuir-Blodgett's technique or a cumulative film of the monomolecular film. 'Ferroelectric' means that permanent dipoles are aligned to a fixed and same direction of the moment, and that spontaneous polarization is present in the liquid crystal. Preferred polyamide compd. is a polyamideimide compd. and preferred orientation is horizontal orientation. Thus, sufficiently good display of memories and perfect memory characteristic are realized. Moreover, since a bias voltage during a nonselective period is unnecessary, a simple driving wave-shape is obtd., so both electric voltage and consumption of electric power are low.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶素子に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a liquid crystal element using ferroelectric liquid crystal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

液晶の実効的な光学的性質は電場によって変化させるこ
とができ、このような液晶の電気光学効果を利用した非
発光型素子が現在広く用いられている。
The effective optical properties of liquid crystals can be changed by an electric field, and non-emissive devices that utilize the electro-optic effect of liquid crystals are currently widely used.

そのなかでも、液晶として例えばスメクチックC″層で
強誘電性を示すような強誘電性液晶が高速応答性とメモ
リ性を有するために注目されている。
Among these, ferroelectric liquid crystals, such as those that exhibit ferroelectricity in a smectic C'' layer, are attracting attention because of their high-speed response and memory properties.

この強誘電性液晶のメモリ性は液晶分子配向の双安定性
により出現する。 この双安定性は、双安定状態間を6
行する際の配向変形の自由エネルギーの障壁が高い程、
また−軸配向の自由エネルギーの障壁が低い程より安定
とされている。
The memory property of this ferroelectric liquid crystal appears due to the bistability of liquid crystal molecular orientation. This bistability means that there are 6
The higher the barrier of free energy of orientation deformation during
It is also said that the lower the free energy barrier in the -axis orientation, the more stable it is.

このメモリ性を発現させる方法としては、まず、シェア
リング配内法(N、A、 C1ark、 S、T。
As a method to develop this memory property, first, the sharing layout method (N, A, C1ark, S, T) is used.

Lagerwall、 Appl、 Phys、 Le
tt、、36.899(1980)、特開昭56−10
7216号公報、米国特許第110.45M号明細書等
〕が挙げられる。
Lagerwall, Appl, Phys, Le
tt,, 36.899 (1980), Japanese Patent Publication No. 56-10
No. 7216, US Pat. No. 110.45M, etc.).

このシェアリング配同法は、表面無処理の清浄な基板間
に強誘電性液晶を挟持した後、側基板をわずかにずらせ
ることにより液晶分子を一方向に配列させる方法である
This sharing arrangement method is a method in which a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between clean substrates with untreated surfaces, and then the side substrates are slightly shifted to align liquid crystal molecules in one direction.

また、TN型などの通常の液晶素子に生産的な配向方法
として適用されているラビング法を応用した方法が試み
られている。
Further, a method applying the rubbing method, which is applied as a productive alignment method to ordinary liquid crystal elements such as TN type, has been attempted.

このラビング法は、基板表面にスピンコード法やデイツ
プ法などによりポリイミドなどの有機高分子膜を形成し
、その表面をナイロンやアクリル系の布でこすり、−軸
配向規制力を与えるものである。
In this rubbing method, an organic polymer film such as polyimide is formed on the surface of a substrate by a spin cord method, a dip method, etc., and the surface is rubbed with a nylon or acrylic cloth to apply a -axis orientation regulating force.

さらには、ACスタビライズ法が挙げられる。 このA
Cスタビライズ法は、訪電異方性が負の強誘電性液晶を
用い、非選択期間にバイアス電圧として液晶分子の応答
が追随しない高周波AC電圧を印加する方法(J、P、
 Le Pe5antet al、、 Parts L
iquid Crystal Conf、、 1984
゜p217. J、M、 Geary、 SID’85
 Digest、 p128)である。
Furthermore, an AC stabilization method may be mentioned. This A
The C stabilization method uses a ferroelectric liquid crystal with negative anisotropy and applies a high-frequency AC voltage as a bias voltage to which the response of liquid crystal molecules does not follow during the non-selection period (J, P,
Le Pe5antet al,, Parts L
iquid Crystal Conf,, 1984
゜p217. J.M. Geary, SID'85
Digest, p128).

(発明が解決しようとする課題) しかし、前述のシェアリング配同法では、素子のセル厚
を1μm程度と極めて薄くする必要があり、非常に小さ
な面積の素子では有効な方法であるが、実用的な面積で
は適用が難しい。
(Problem to be solved by the invention) However, in the above-mentioned sharing distribution method, it is necessary to make the cell thickness of the device extremely thin, about 1 μm, and although this method is effective for devices with a very small area, it is not practical. Difficult to apply in small areas.

また、ラビング法を応用した方法でも、上記のシェアリ
ング配内法同様、この場合もセル厚を1μm程度にする
必要があり、この様な薄いセル厚で大面積の素子を形成
することは生産プロセス上極めて難しい。 しかも、霊
界印加時のコントラストに比べ、電界をオフしたときの
メモリ時のコントラストは低くなってしまい、またセル
厚を厚くするメモリ性はさらに劣化してしまう。
In addition, even in the method applying the rubbing method, as with the shearing arrangement method described above, the cell thickness needs to be approximately 1 μm in this case, and it is difficult to form large-area devices with such a thin cell thickness. The process is extremely difficult. Moreover, the contrast during memory when the electric field is turned off is lower than the contrast when the spiritual world is applied, and the memory performance when the cell thickness is increased further deteriorates.

ACスタビライズ法では、良好なメモリ性は得られるも
のの、液晶素子は等測的に容量Cと抵抗Rの並列回路と
表わされるため、この場合大齢なパワーを必要とし、低
電圧駆動・低消費電力という液晶素子の利点を損なって
しまう。
Although good memory performance can be obtained with the AC stabilization method, since the liquid crystal element is isometrically represented as a parallel circuit of a capacitor C and a resistor R, a large amount of power is required in this case, and low voltage drive and low consumption are required. The advantage of liquid crystal elements, which is power, is lost.

さらに、通常の液晶素子駆動用ICの駆動電圧範囲をこ
えてしまう場合もあり、新たに専用ICを開発する必要
があり、コスト高になってしまう。
Furthermore, the driving voltage range may exceed the range of a normal liquid crystal element driving IC, and a new dedicated IC must be developed, resulting in high costs.

本発明は、メモリの発現がよく、かつ完全なメモリが得
られる液晶素子を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal element that exhibits good memory performance and provides perfect memory.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明の液晶素子は、対向
して配設された一対の基板の対向面に電極を有し、上記
基板間に液晶が封入され、少なくとも一方の基板の対向
面に液晶分子を配向させる配向膜を有するものであり、
前記液晶が強誘電性液晶であって、かつ前記配向膜がラ
ングミュア・プロジェット法により形成された有機高分
子化合物の単分子膜または累積膜であるものである。
In order to achieve the above object, the liquid crystal element of the present invention has electrodes on opposing surfaces of a pair of substrates disposed facing each other, a liquid crystal is sealed between the substrates, and the opposing surface of at least one substrate. It has an alignment film that aligns liquid crystal molecules,
The liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal, and the alignment film is a monomolecular film or a cumulative film of an organic polymer compound formed by the Langmuir-Prodgett method.

上記において、有機高分子化合物はポリイミド化合物、
ポリアミド化合物またはポリアミドイミド化合物である
ことが好ましく、配向は水平配向とすることが好ましい
In the above, the organic polymer compound is a polyimide compound,
It is preferably a polyamide compound or a polyamideimide compound, and the orientation is preferably horizontal.

なお、例えば特開昭62−27721号公報には、高温
側から等労相、コレステリック相、スメクチックC1相
の順、あるいは等労相、スメクチックC“相の順で相変
化する強誘電性液晶組成物を用いたメモリー性付与液晶
光変調素子が開示されている。
For example, JP-A No. 62-27721 discloses a ferroelectric liquid crystal composition that undergoes a phase change in the order of isotonic phase, cholesteric phase, and smectic C1 phase from the high temperature side, or in the order of isotonic phase and smectic C phase. A memory-imparting liquid crystal light modulation element using the present invention is disclosed.

このものは、強誘電性液晶を適用したという点では本発
明と一致するが、強誘電性液晶の相系列が限定されてい
るものであり、配向膜によりメモリ性を付与する本発明
とは明らかに異なるものである。
This is consistent with the present invention in that it uses ferroelectric liquid crystal, but the phase series of the ferroelectric liquid crystal is limited, and it is clearly different from the present invention in which memory properties are imparted by an alignment film. are different from each other.

また、特開昭62−209415号公報には、ラングミ
ュア・プロジェット法を用いて形成されたポリイミドの
単分子層または単分子層累積膜を配向膜とした液晶セル
およびその製造方法が開示されている。
Further, JP-A-62-209415 discloses a liquid crystal cell in which an alignment film is a monomolecular layer or a cumulative monomolecular layer of polyimide formed using the Langmuir-Prodgett method, and a method for manufacturing the same. There is.

このものは、用いる液晶に選択性がないことを特徴とし
ている。 そして、強誘電性液晶についてはふれられて
おらず、メモリ機能については示唆されていない。
This device is characterized by the lack of selectivity in the liquid crystal used. There is no mention of ferroelectric liquid crystals, and no suggestion of memory functions.

これに対し、本発明は、液晶を強誘電性液晶とすること
を特徴とするものであり、その目的・効果が明らかに異
なるものである。
In contrast, the present invention is characterized in that the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal, and its purpose and effects are clearly different.

以下、本発明の構成を詳細に説明する。Hereinafter, the configuration of the present invention will be explained in detail.

本発明の液晶素子における液晶には、強誘電性液晶を用
いる。
A ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal in the liquid crystal element of the present invention.

ここで、強誘電性とは永久双極子モーメントが同一方向
で一定の向きにそろい、自発分極が存在していることを
意味する。
Here, ferroelectricity means that permanent dipole moments are aligned in the same direction and that spontaneous polarization exists.

強誘電性液晶としては、カイラルスメクチック相を有す
るものを用いる。
As the ferroelectric liquid crystal, one having a chiral smectic phase is used.

このカイラルスメクチック相を有する強誘電性液晶の具
体例を以下に示す。
Specific examples of this ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic phase are shown below.

(FLC−1) (FLC−2) (FLC−3) (FLC−4) (FLC−5) (FLC−6) (FLC−7) (FLC−8) (FLC−9) (ELC−10) (FLC〜11) (FLC−13) (FLC−14) (FLC−15) (FLC−16) 上記において、nは4〜20、また、mは1〜6である
ことが好ましい。
(FLC-1) (FLC-2) (FLC-3) (FLC-4) (FLC-5) (FLC-6) (FLC-7) (FLC-8) (FLC-9) (ELC-10) (FLC-11) (FLC-13) (FLC-14) (FLC-15) (FLC-16) In the above, n is preferably 4 to 20, and m is preferably 1 to 6.

このような強話電性液晶は、商品名 ZLI−3488、ZLI−3489、ZLI−365
4(いずれもE −Merck社製)、商品名C5−1
011、C5−1013、C5−1014、C5−10
15(いずれもチッソ■製)として市販されているもの
である。
Such strong-talking liquid crystals have product names ZLI-3488, ZLI-3489, ZLI-365.
4 (all manufactured by E-Merck), product name C5-1
011, C5-1013, C5-1014, C5-10
15 (all manufactured by Chisso ■).

また、本発明においては、スメクチック相、好ましくは
スメクチックC相を示す温度範囲が広く粘性が低い液晶
に03を有するカイラルドーパントを10wt%程度添
加し、カイラルスメクチック相を誘起させたものを強話
電性液晶として用いてもよい。
In addition, in the present invention, a chiral dopant having 03 is added to a liquid crystal having a wide temperature range and low viscosity that exhibits a smectic phase, preferably a smectic C phase, to induce a chiral smectic phase. It may also be used as a liquid crystal.

上記のスメクチック相を示す温度範囲が広く粘性が低い
液晶としては以下のものが挙げられる。
The liquid crystals exhibiting the above-mentioned smectic phase and having a wide temperature range and low viscosity include the following.

(L−1) (L−2) (L−3) (L−4) (L−5) (L−6) (L−7) (L−8) (L−9) ≧ (L−10) また、カイラルドーパントの具体例としては以下のもの
が挙げられる。
(L-1) (L-2) (L-3) (L-4) (L-5) (L-6) (L-7) (L-8) (L-9) ≧ (L-10 ) Further, specific examples of chiral dopants include the following.

(D−1) (D−2) (D−3) (D−4) (D−6) (D−7) (、D −8) (D−9) (D−10) (D−11) (D−12) 上記の具体例も含めて、ドーパントとしては、以下に示
すような光学活性基を有する化合物が挙げられる。
(D-1) (D-2) (D-3) (D-4) (D-6) (D-7) (, D-8) (D-9) (D-10) (D-11 ) (D-12) Including the above specific examples, examples of the dopant include compounds having optically active groups as shown below.

(1=1.2.3.4.5.6) (It=o、1.2.3.4.5.6)(1=O11,
2,3,4,5,6) (j2=o、1.2.3.4.5.6)(λ=051.
2.3.4.5.6) (l=3.4.5)  “ −  O−CHC−H2−−1 上記において、前記同様mは1〜6である。
(1=1.2.3.4.5.6) (It=o, 1.2.3.4.5.6) (1=O11,
2, 3, 4, 5, 6) (j2=o, 1.2.3.4.5.6) (λ=051.
2.3.4.5.6) (l=3.4.5) " - O-CHC-H2--1 In the above, m is 1 to 6 as above.

本発明においては、液晶分子を水平配向させる配向膜は
、ラングミュア・プロジェット(LB)法により形成さ
れた有機高分子化合物の単分子膜または累積膜である。
In the present invention, the alignment film for horizontally aligning liquid crystal molecules is a monomolecular film or a cumulative film of an organic polymer compound formed by the Langmuir-Prodgett (LB) method.

上記のLB法は以下に示す工程に従う。The above LB method follows the steps shown below.

有機高分子化合物を水溶性または揮発性の溶媒(例えば
、N−メチル−2−ピロリドン、N、N−ジメチルアセ
トアミド、ベンゼン、トルエン、エチレングリコール等
)に溶解し、これを水面上にゆっくり滴下する。 その
後仕切り板を移動し、区画された水面の面積を減少させ
ていくと、1分子当たりの占有面積が減少し表面圧の上
昇が見られ、やがて規則正しく並んだ凝縮膜が形成され
、安定な単分子膜として存在する。
An organic polymer compound is dissolved in a water-soluble or volatile solvent (e.g., N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, benzene, toluene, ethylene glycol, etc.), and this is slowly dropped onto the water surface. . When the partition plate is then moved to reduce the area of the divided water surface, the area occupied by each molecule decreases and the surface pressure increases, and eventually a regularly arranged condensation film is formed, forming a stable monolayer. Exists as a molecular membrane.

この単分子膜は、通常10〜40 dyn/cmの一定
圧に保持した状態で液晶素子の基板を上下することによ
り、水面上より一層ずつ穆しとることができる。
This monomolecular film can be removed layer by layer from above the water surface by moving the substrate of the liquid crystal element up and down while maintaining a constant pressure of usually 10 to 40 dyn/cm.

この場合、用いる有機高分子化合物や表面圧等によって
単分子膜あるいは累積膜は、X膜、Y@、Z膜とするこ
とができ、本発明においてはいずれであってもよいが、
望ましくはZ膜とするのがよい。
In this case, depending on the organic polymer compound used, surface pressure, etc., the monomolecular film or cumulative film can be an
Preferably, it is a Z film.

上記のように、基板を水面に入れる垂直浸漬法のみなら
ず、本発明においては基板を水平にして単分子膜を吸着
する水平付着法を通用してもよいが、垂直浸漬法が望ま
しく、なかでも引上げ法とするのがよい。
As mentioned above, in addition to the vertical immersion method in which the substrate is placed on the water surface, the horizontal adhesion method in which the monomolecular film is adsorbed with the substrate held horizontally may also be used in the present invention, but the vertical immersion method is preferable and However, it is better to use the pull-up method.

また、基板は前処理を施して用いてもよい。Further, the substrate may be used after being pretreated.

本発明において、単分子膜は一層としてもよく、また何
層か移し取って累積膜としてもよい。 累積膜とする場
合の累積数は2〜200層、好ましくは3〜10層とす
ればよい。
In the present invention, the monomolecular film may be a single layer, or several layers may be transferred to form a cumulative film. In the case of forming a cumulative film, the cumulative number may be 2 to 200 layers, preferably 3 to 10 layers.

このように、LB法によって形成された有機高分子化合
物の膜は、基板の移動方向に対して主鎖が配向した一軸
配向性を有しており、配向処理することなく液晶分子を
水平(ホモジニアス)に配向させることができる。
In this way, the organic polymer compound film formed by the LB method has uniaxial orientation in which the main chain is oriented with respect to the moving direction of the substrate, and the liquid crystal molecules can be horizontally (homogeneously) oriented without any alignment treatment. ) can be oriented.

このような配向は偏光FT−IRや高感度複屈折測定装
置等により確認することができる。
Such orientation can be confirmed using polarized FT-IR, a high-sensitivity birefringence measurement device, or the like.

配向膜の厚さは、用いる化合物の種類によって異なるが
、4〜4000人、好ましくは12〜200人とするの
がよい。
The thickness of the alignment film varies depending on the type of compound used, but it is preferably 4 to 4,000 people, preferably 12 to 200 people.

このような厚さとすることによって良好な配向性を得る
ことができる。  4000人をこえた厚さとすると、
着色等の問題が顕著となるからである。
With such a thickness, good orientation can be obtained. If the thickness exceeds 4000 people,
This is because problems such as coloring become noticeable.

本発明に用いる有機高分子化合物としては、両親媒性の
化合物であれば、特に制限はないが、ポリイミド化合物
、ポリアミド化合物またはポリアミドイミド化合物であ
ることが好ましい。
The organic polymer compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is an amphipathic compound, but it is preferably a polyimide compound, a polyamide compound, or a polyamideimide compound.

ポリイミド化合物はテトラカルボン酸二無水物とジアミ
ンを出発原料とし、ポリアミック酸を前駆体として合成
されるものである。
Polyimide compounds are synthesized using tetracarboxylic dianhydride and diamine as starting materials and polyamic acid as a precursor.

ポリアミック酸としては、商品名サンエバーRN−71
0,サンエバーRN−305(日産化学工業■製)など
が挙げられる。
As polyamic acid, the product name is Sunever RN-71.
0, Sunever RN-305 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.).

LB法を適用するに際し、ポリアミック酸は、アルキル
アミン塩とする。
When applying the LB method, the polyamic acid is an alkylamine salt.

例えば、 2.3.5−トリカルボキシ   4,4′ −ジアミ
ノジフェニルメタンシクロベンチル酢酸 のスキームに従って合成されたポリアミック酸に以下に
示す長鎖アルキルアミンを0.5〜2当量反応させたポ
リアミック酸アルキルアミン塩が挙げられる。
For example, an alkyl polyamic acid prepared by reacting 0.5 to 2 equivalents of the long-chain alkyl amine shown below to a polyamic acid synthesized according to the scheme of 2.3.5-tricarboxy 4,4'-diaminodiphenylmethanecyclobentylacetic acid. Examples include amine salts.

長鎖アルキルアミンとしては、N、N−ジメデシルアミ
ン(H2N −C1o H2S ) 、テトラデシルア
ミン(H2N CI4829 )等が好ましく挙げられ
る。
Preferred examples of the long-chain alkylamine include N,N-dimedecylamine (H2N-C1oH2S), tetradecylamine (H2N CI4829), and the like.

、その他、ポリアミック酸は一般にテトラカルボン酸二
無水物とジアミンとから合成されるが、本発明で用いる
ことのできるテトラカルボン酸二無水物として、好まし
くは、ピロメリット酸二無水物、3,4.3’ 、4’
 −ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,
4−ジカルボキシフェニル)エーテルニ無水物、3.4
.3’ 、4’ −ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホ
ンニ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メ
タンニ無水物等が挙げられる。
In addition, polyamic acids are generally synthesized from tetracarboxylic dianhydride and diamine, but as the tetracarboxylic dianhydride that can be used in the present invention, preferably pyromellitic dianhydride, 3,4 .3', 4'
-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis(3,
4-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, 3.4
.. Examples include 3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, and the like.

また、ジアミンとして、好ましくはp−フ二二しン ジ
アミン、4.4’ −ジアミノビフェニル、4.4′−
オキシジアニリン、4.4′−メチレンジアニリン、4
.4’ −スルホニルジアニリン等が挙げられる。
Further, as the diamine, preferably p-phinidine diamine, 4.4'-diaminobiphenyl, 4.4'-
Oxydianiline, 4,4'-methylenedianiline, 4
.. Examples include 4'-sulfonyl dianiline.

ポリイミド化合物は、上記のポリアミド化合物であるポ
リアミック酸アルキルアミン塩を公知の方法に準じて熱
または酸無水物により変換させたものであることが好ま
しい。
The polyimide compound is preferably one obtained by converting the polyamic acid alkylamine salt, which is the above polyamide compound, using heat or an acid anhydride according to a known method.

熱による場合は170〜400℃、好ましくは170〜
250℃とすればよい。
When using heat, the temperature is 170 to 400°C, preferably 170 to 400°C.
The temperature may be 250°C.

また酸無水物による場合は、酸無水物として無水酢酸等
を用いればよい。
In addition, in the case of using an acid anhydride, acetic anhydride or the like may be used as the acid anhydride.

このポリイミド化合物は、ポリアミック酸アルキルアミ
ン塩の単分子膜を基板に移し取った後、基板を酸無水物
中に浸漬するか、加熱するかして変換するが、酸無水物
中に浸漬する方が好ましい。
This polyimide compound is converted by transferring a monomolecular film of polyamic acid alkylamine salt onto a substrate and then immersing the substrate in an acid anhydride or heating it. is preferred.

本発明において用いるポリアミドイミド化合物は、例え
ば 4−(クロロホルミル)       4.4’ −オ
キシジアニリンフタル酸無水物 ポリアミドアミック酸 のスキームに従って合成されたポリアミドアミック酸に
ポリイミド化合物の場合と同様にアルキルアミン塩とし
、その後熱あるいは酸無水物により変換させたものであ
り、具体的には、で示されるものなどである。
The polyamide-imide compound used in the present invention is, for example, a polyamide amic acid synthesized according to the scheme of 4-(chloroformyl) 4.4'-oxydianiline phthalic anhydride polyamide amic acid, and an alkyl amine as in the case of a polyimide compound. It is made into a salt and then converted by heat or an acid anhydride. Specifically, it is the one shown below.

上記において、ポリアミドアミック酸の合成には、4.
4′−オキシジアニリンの他にポリアミック酸を合成す
る際に用いた前記の芳香族ジアミンを用いることもでき
る。
In the above, for the synthesis of polyamide amic acid, 4.
In addition to 4'-oxydianiline, the above-mentioned aromatic diamine used in synthesizing polyamic acid can also be used.

本発明の液晶素子のメモリ性について考察する。The memory properties of the liquid crystal element of the present invention will be considered.

強話電性液晶のメモリ性は液晶分子配向の双安定性によ
り出現する。 この双安定性は、双安定状態間を移行す
る際の配向変形の自由エネルギーの障壁が高い程、また
−軸配向の自由エネルギーの障壁が低い程より安定であ
る。
The memory property of strong electrostatic liquid crystals appears due to the bistability of liquid crystal molecular orientation. This bistability is more stable as the free energy barrier for orientation deformation during transition between bistable states is higher, and as the free energy barrier for -axis orientation is lower.

これらの障壁は状態間を移行する際の変形歪が大きい程
つまりセル厚が薄い程高く、また双安定状態間の中間状
態をとらせようとする一軸配向規制力が弱い程低い。 
従って、−軸配向規制力を最小限必要な配向規制力まで
弱くすることができれば、その分セル厚を厚くすること
ができる。
These barriers are higher as the deformation strain during transition between states is larger, that is, as the cell thickness is thinner, and lower as the uniaxial orientation regulating force that forces the cell to take an intermediate state between the bistable states is weaker.
Therefore, if the -axis alignment regulating force can be weakened to the minimum necessary alignment regulating force, the cell thickness can be increased accordingly.

ラビング法では、スピンコード法などで形成された有機
高分子化合物の膜は配向能がないため膜の表面をこする
ことによって一軸配向規制力を与えている。 この場合
の一軸配向規制力はファンデルワールス力や排除体積効
果に伴う非常に強い配向規制力である。 これはメモリ
性が比較的高電圧で発現することやメモリ時のコントラ
ストが低いことから裏づけられる。
In the rubbing method, a film of an organic polymer compound formed by a spin code method or the like has no orientation ability, so a uniaxial orientation regulating force is applied by rubbing the surface of the film. The uniaxial alignment regulating force in this case is a very strong alignment regulating force associated with van der Waals force and excluded volume effect. This is supported by the fact that the memory property is expressed at a relatively high voltage and the contrast at the time of memory is low.

すなわち、ラビング方位への一軸配向規制力が強いので
、平均的にラビング方位に配向している分子をスイッチ
ングさせるにはそれたけ太きなエネルギー(高電圧)が
必要であり、また外場か除かれた(電圧オフ)場合、液
晶分子は、安定な平均的ラビング方位に戻ってしまい、
実質的なコーン角が小さくなるのでコントラストが低下
し、メモリ性も劣化する。
In other words, since the uniaxial alignment regulating force in the rubbing direction is strong, a correspondingly large amount of energy (high voltage) is required to switch the molecules oriented in the rubbing direction on average, and the external field or removal When the voltage is turned off (voltage off), the liquid crystal molecules return to the stable average rubbing orientation,
Since the effective cone angle becomes smaller, contrast decreases and memory performance also deteriorates.

これに対して、LB法によって形成された有機高分子膜
は基板の引き上げ方向に対して主鎖が配向した一軸配向
性を有しているので、配向処理することなく液晶分子を
水平(ホモジニアス)に配向させることができる。 こ
の場合の一軸配向規制力はラビングなどの配向処理した
場合に比べて、エネルギー的に非常に低い状態で液晶分
子を拘束しており、親和力により低いエネルギーでも安
定である。 このことは従来よりも低電圧でメモリ性が
発現していることや完全なメモリ性が得られていること
、さらにはセル厚が4μmでも完全なメモリ性が発現し
ていることから裏づけられるつ C実施例〕 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
On the other hand, organic polymer films formed by the LB method have uniaxial orientation in which the main chains are oriented with respect to the direction in which the substrate is pulled up, so liquid crystal molecules can be aligned horizontally (homogeneously) without any alignment treatment. It can be oriented to In this case, the uniaxial alignment regulating force restrains the liquid crystal molecules in a very low energy state compared to the case of alignment treatment such as rubbing, and the liquid crystal molecules are stable even at low energy due to affinity. This is supported by the fact that memory performance is achieved at a lower voltage than before, complete memory performance is achieved, and perfect memory performance is achieved even with a cell thickness of 4 μm. C Example] Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.

実施例1 表1に示すような種々の配向膜を基板に形成した。Example 1 Various alignment films as shown in Table 1 were formed on the substrate.

基板は、透明電極を電子ビーム蒸着法あるいはスパッタ
リング法により形成した後、パターニングしたものを用
いた。
The substrate used was one in which a transparent electrode was formed by electron beam evaporation or sputtering and then patterned.

表1で、ポリアミド、ポリイミドで示した化合物は以下
のものである。
In Table 1, the compounds shown as polyamide and polyimide are as follows.

° ボげミド ポリアミック酸[商品名サンエバーRN−710%RN
−305コを用いてアルキルアミン塩とし、LB化した
° Bogemid polyamic acid [Product name Sunever RN-710%RN
-305 was used to prepare an alkylamine salt and convert it into LB.

ポリイミド 後述のようにして上記のポリアミドを変換したものであ
る。
Polyimide This polyamide is obtained by converting the above polyamide as described below.

LB法により配向膜を形成する場合は以下のようにした
The alignment film was formed as follows by the LB method.

上記のポリアミック酸をN、N−ジメチルアセトアミド
−ベンゼン(1:1)混合溶媒を用いて溶解し、1 m
 m o IL / ft程度の溶液とし、これにアル
キルアミンを添加してポリアミック酸アルキルアミン塩
の溶液を調製した。
The above polyamic acid was dissolved using a mixed solvent of N,N-dimethylacetamide-benzene (1:1), and 1 m
A solution of approximately m o IL/ft was prepared, and an alkylamine was added to the solution to prepare a solution of a polyamic acid alkylamine salt.

この溶液を25℃の水に滴下して展開した。This solution was added dropwise to water at 25°C for development.

水はイオン交換樹脂により2回精製したものを用いた。The water used was purified twice using an ion exchange resin.

次に、仕切り板により表面圧を上昇時 ’   25 dyne/cm 、下降時10または1
9 dyne/cmと一定にして、水面に垂直に基板を
上下させ基板に表1に示すように単分子膜あるいは累積
膜を形成した。 この場合の基板の速度は5〜10 +
++m/min程度とした。
Next, the surface pressure was increased to 25 dyne/cm when increasing and 10 or 1 when decreasing using a partition plate.
A monomolecular film or a cumulative film was formed on the substrate as shown in Table 1 by raising and lowering the substrate perpendicular to the water surface at a constant rate of 9 dyne/cm. The speed of the substrate in this case is 5-10 +
The speed was approximately ++m/min.

その後真空乾燥してポリアミドの配向膜として用いた。Thereafter, it was dried in vacuum and used as an alignment film for polyamide.

また、ポリイミドの場合は上記のポリアミドの配向膜を
酸無水物に浸漬処理して配向膜とした。
In the case of polyimide, the above-mentioned polyamide alignment film was immersed in an acid anhydride to obtain an alignment film.

また、上記と同じ基板上にスピンコード法によりポリイ
ミド化合物の高分子化合物の膜を形成し、ラビング法に
より配向処理を施して配向膜としたものも作製した。
In addition, a film of a high molecular compound such as a polyimide compound was formed on the same substrate as above by a spin cord method, and an alignment film was prepared by performing an alignment treatment by a rubbing method.

上記の種々の基板と種々のアルミナスペーサを用いて、
基板の引き上げ方向あるいはラビング方向に対してパラ
レルもしくはアンチパラレルとなるように貼り合わせ、
基板間空隙に強話電性液晶として商品名ZLI−348
8(E−MercK製)を封入し、アイソI・ロピック
相より徐冷して表1に示すセルを作製した。
Using the above various substrates and various alumina spacers,
Laminate parallel or anti-parallel to the pulling direction or rubbing direction of the substrate,
Product name ZLI-348 as a strong-conductivity liquid crystal in the gap between substrates
8 (manufactured by E-MercK) was sealed, and the cells shown in Table 1 were prepared by slowly cooling from the isoI-ropic phase.

なお、LB法で形成した配向膜を一方の基板にのみ適用
したセルも作製した(セル5.6)。
Note that a cell was also fabricated in which the alignment film formed by the LB method was applied to only one substrate (Cell 5.6).

これらのセルについて、メモリ性を評価した。The memory properties of these cells were evaluated.

なお、コントラスト比は、電圧の印加時のM CR(O
N>に対するオフ時のM CR(OFF)の比MCR(
OFF) / MCR(ON)  として示した。
Note that the contrast ratio is MCR(O
Ratio of MCR (OFF) at off time to N> MCR(
OFF) / MCR(ON).

また、第1図には、コントラスト比とセル厚との関係が
示される。
Further, FIG. 1 shows the relationship between contrast ratio and cell thickness.

表1に示す結果から、本発明のセルでは従来よりも低電
圧でメモリが発現すること、完全なメモリ性が得られて
いること、さらにはセル厚が4μmでも完全なメモリ性
が発現していることがわかる。
From the results shown in Table 1, it is clear that the cell of the present invention exhibits memory at a lower voltage than conventional cells, has perfect memory properties, and even exhibits perfect memory properties even with a cell thickness of 4 μm. I know that there is.

これに対してラビング法による配向膜は、メモリ性が比
較的高電圧で発現することやメモリ時のコントラストが
低いこと、またセル厚を厚くするとメモリ性はさらに劣
化してしまうことがわかる。
On the other hand, it can be seen that the alignment film produced by the rubbing method exhibits memory properties at a relatively high voltage, has low contrast during memory, and further deteriorates memory properties when the cell thickness is increased.

このことは、第1図に示す結果からも裏づけられる。This is also supported by the results shown in FIG.

また、本発明のセルでは、印加パルス幅が100μse
cでも完全なメモリ性が発現することが確認されており
、ラビング法と比較して良好なメモリ性が得られる印加
パルス幅を1/10にすることができる。 従って、走
査線の数を増やすことができるので、大画面、高精細な
液晶デイスプレィが可能になる。
Furthermore, in the cell of the present invention, the applied pulse width is 100 μsec.
It has been confirmed that perfect memory properties can be achieved even with the rubbing method, and the applied pulse width at which good memory properties can be obtained can be reduced to 1/10 compared to the rubbing method. Therefore, since the number of scanning lines can be increased, a large-screen, high-definition liquid crystal display becomes possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の液晶分子は、メモリの発現がよく、完全なメモ
リ性が得られる。  この完全なメモリ性は4μm以上
という実用的なセル厚でも得られる。 また、非選択期
間のバイアス電圧が必要ないので、駆動波形が簡単にな
り、低電圧・低消費電力の利点が生かせる。 さらに低
電圧でメモリ性が発現するので、セル厚が厚くなっても
通常の液晶駆動用ICが使用できる。
The liquid crystal molecules of the present invention exhibit good memory and can provide perfect memory properties. This perfect memory property can be obtained even with a practical cell thickness of 4 μm or more. Furthermore, since a bias voltage during the non-selection period is not required, the drive waveform is simplified and the advantages of low voltage and low power consumption can be utilized. Furthermore, since the memory property is exhibited at a low voltage, a normal liquid crystal driving IC can be used even if the cell thickness is increased.

セル厚を厚くでき、セル厚制御が容易となる。The cell thickness can be increased and cell thickness control becomes easy.

また、印加パルス幅が短くても完全なメモリ性が得られ
るので、走査線の数を増やすことができ、その結果、大
画面、高精細な液晶デイスプレィが可能となる。
In addition, perfect memory properties can be obtained even with a short applied pulse width, so the number of scanning lines can be increased, and as a result, a large-screen, high-definition liquid crystal display becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明における液晶セルと従来の液晶セルで
のコントラスト比とセル厚との関係を示すグラフである
FIG. 1 is a graph showing the relationship between contrast ratio and cell thickness in a liquid crystal cell according to the present invention and a conventional liquid crystal cell.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)対向して配設された一対の基板の対向面に電極を
有し、上記基板間に液晶が封入され、少なくとも一方の
基板の対向面に液晶分子を配向させる配向膜を有する液
晶素子において、前記液晶が強誘電性液晶であって、か
つ前記配向膜がラングミュア・プロジェット法により形
成された有機高分子化合物の単分子膜または累積膜であ
ることを特徴とする液晶素子。
(1) A liquid crystal element having electrodes on opposing surfaces of a pair of substrates disposed opposite to each other, liquid crystal sealed between the substrates, and an alignment film for aligning liquid crystal molecules on the opposing surface of at least one of the substrates. 2. A liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal, and the alignment film is a monomolecular film or a cumulative film of an organic polymer compound formed by a Langmuir-Prodgett method.
(2)有機高分子化合物がポリイミド化合物、ポリアミ
ド化合物またはポリアミドイミド化合物である請求項(
1)に記載の液晶素子。
(2) Claim in which the organic polymer compound is a polyimide compound, a polyamide compound, or a polyamideimide compound (
1) The liquid crystal element according to item 1).
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