JPH02918A - Optical modulating element - Google Patents

Optical modulating element

Info

Publication number
JPH02918A
JPH02918A JP1058962A JP5896289A JPH02918A JP H02918 A JPH02918 A JP H02918A JP 1058962 A JP1058962 A JP 1058962A JP 5896289 A JP5896289 A JP 5896289A JP H02918 A JPH02918 A JP H02918A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
gap
transparent
substrates
smectic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1058962A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2693558B2 (en
Inventor
Shinichi Nishiyama
伸一 西山
Hideo Yamaoka
山岡 英雄
Toru Yamanaka
徹 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Industries Ltd filed Critical Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority to JP1058962A priority Critical patent/JP2693558B2/en
Publication of JPH02918A publication Critical patent/JPH02918A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2693558B2 publication Critical patent/JP2693558B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To facilitate initial orientation and eliminate the need for an extremely thin film, to make the oriented state of a liquid crystal material hard to destroy, and to obtain gradations by providing a liquid crystal element made of the liquid crystal material which has a smectic A phase. CONSTITUTION:The liquid crystal material 5 which has the smectic A phase is filled in the liquid crystal cell formed of two opposite transparent substrates 2 having electrodes 3 to form a liquid crystal element, which is arranged between two polarizing plates 1 whose directions of polarization are orthogonal or parallel to each other. The temperature of the optical modulating element of this constitution is varied to hold the liquid crystal material 5 in the smectic A-phase state and an electric field is applied to vary the orientation direction of the molecule major axis of the liquid crystal material 5 and then vary the transmissivity of light, thereby performing the optical modulation. Consequently, this optical modulating element is oriented easily and initially and no extremely thin film is required; and resistance to a mechanical shock is obtained in the oriented state and excellent gradations are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はスメクチックA相を示す液晶を用いた光変調素
子に関し、さらに詳しくはスメクチックA相を示す液晶
を含む液晶物質に、電界あるいは磁界を印加することに
よって光の透過量を調節する素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a light modulation element using a liquid crystal exhibiting a smectic A phase, and more specifically to a method for applying an electric or magnetic field to a liquid crystal material containing a liquid crystal exhibiting a smectic A phase. The present invention relates to an element that adjusts the amount of light transmitted through the device.

発明の技術的背景ならびにその問題点 これまで強誘電性液晶を用いた光変調素子について種々
の提案がされている。
Technical background of the invention and its problems Various proposals have been made for light modulation elements using ferroelectric liquid crystals.

このような光変調素子を駆動させる方法としては、偏光
方向が直交する二枚の偏光板の間に強誘電性液晶の薄膜
をおき、強誘電性液晶の複屈折性を利用して透過光の変
調を行なう方法が知られている(アブライドフィジック
スレターズ(AppPhys、Lett、)第36巻、
899頁、(i980)参照)。
To drive such a light modulation element, a thin film of ferroelectric liquid crystal is placed between two polarizing plates whose polarization directions are orthogonal, and the birefringence of the ferroelectric liquid crystal is used to modulate the transmitted light. There are known methods to do this (Abride Physics Letters (AppPhys, Lett), Volume 36,
(See page 899, (i980)).

強誘電性液晶はキシルスメクチックC相において層構造
を有し、この層内では分子長軸がほぼ一定の角度(チル
ト角という)θを形成するように配向している。そして
透過光が液晶中を進むに従って液晶物質の長袖方向が徐
々に向きを変えるヘリカル構造を形成している(第1図
)。
The ferroelectric liquid crystal has a layered structure in the xylsmectic C phase, and within this layer, the long axes of molecules are oriented to form a substantially constant angle (referred to as tilt angle) θ. As the transmitted light travels through the liquid crystal, a helical structure is formed in which the long sleeve direction of the liquid crystal material gradually changes direction (Fig. 1).

強誘電性液晶物質を2ミクロン程度の間隙を有する液晶
セル内に充填すると、この強誘電性液晶物質が基板の影
響を受けて基板に平行になるように配向するため、2種
類の配向方向だけか可能となる(第2図)。
When a ferroelectric liquid crystal material is filled into a liquid crystal cell with a gap of about 2 microns, the ferroelectric liquid crystal material is influenced by the substrate and is oriented parallel to the substrate, so there are only two types of orientation directions. (Figure 2).

このように配向した液晶物質に電界を印加すると、液晶
物質の自発分極と電界との相互作用によって分子長軸が
一方方向に配向した状態になる(第3a図)。さらに、
このように−力方向に配向した液晶物質に、逆方向に電
界を印加と、上記方向とは異る他の安定方向に配向した
状態になる(第3b図)。
When an electric field is applied to the liquid crystal material oriented in this manner, the long axes of the molecules become oriented in one direction due to the interaction between the spontaneous polarization of the liquid crystal material and the electric field (FIG. 3a). moreover,
When an electric field is applied in the opposite direction to the liquid crystal material oriented in the -force direction, the liquid crystal material becomes oriented in a stable direction different from the above direction (FIG. 3b).

このように配向した液晶物質と偏光板とを組合わせるこ
とにより光変調素子を形成することができる。すなわち
液晶物質の分子配向方向と偏光板の偏光軸方向によって
形成される角度θがゼロであれば素子を透過する光量は
最小になり、θか45度で透過光景は最大になる。従っ
て分子配向方向と偏光方向とが適当な角度を形成するよ
うに偏光板を配置することによって、光の変調を行なう
ことができる。
A light modulation element can be formed by combining the liquid crystal material oriented in this manner and a polarizing plate. That is, if the angle θ formed by the molecular alignment direction of the liquid crystal material and the polarization axis direction of the polarizing plate is zero, the amount of light transmitted through the element will be minimum, and when θ is 45 degrees, the transmitted view will be maximum. Therefore, by arranging the polarizing plate so that the molecular orientation direction and the polarization direction form an appropriate angle, light can be modulated.

強誘電性液晶の複屈折性を利用した光変調素子は、従来
の液晶素子に比べ、(1)消費電力が小さい、(2)高
速応答性を持つ、(3)メモリー状態を維持できる、(
4)急峻でかつ低いしきい値電圧を持つ等の長所を持っ
ているため、光変調素子、特に表示デバイスとして特に
有望視されている。
Compared to conventional liquid crystal devices, light modulation devices that utilize the birefringence of ferroelectric liquid crystals have the following advantages: (1) low power consumption, (2) high-speed response, (3) ability to maintain memory states, (
4) Since it has advantages such as having a steep and low threshold voltage, it is considered to be particularly promising as a light modulation element, especially a display device.

しかしながら、このような光変調素子は、現在のところ
、実用化されていないのが現状である。
However, such a light modulation element has not been put into practical use at present.

これは■均一な厚さの薄膜素子を作成するのが難しい、
■均一の一様配向状態を再現よく制御するのが困難であ
る、■液晶物質の配向状態が機械衝撃に弱い、■階調表
示が難しい等の理由による。
This is because ■ it is difficult to create thin film elements with uniform thickness;
This is due to the following reasons: 1) It is difficult to reproducibly control a uniform alignment state, 2) The alignment state of the liquid crystal material is susceptible to mechanical shock, and 2) It is difficult to display gradations.

さらに、このような素子の長所とされているメモリー性
についても、分子と界面との相互作用だけで二つのメモ
リー状態を均等に実現するのは非常に難しい。
Furthermore, regarding memory properties, which are considered to be an advantage of such devices, it is extremely difficult to achieve two memory states equally through interactions between molecules and interfaces alone.

また、光変調素子として、強誘電性液晶と二色性色素と
を混合し、色素の光吸収を利用して光変調を行なう、い
わゆるゲストホスト型の光変調素子が提案されている(
たとえば、“高速液晶技術”吉野勝美著、CMC出版発
行、1986、参照)。
In addition, a so-called guest-host type light modulation device has been proposed, which mixes ferroelectric liquid crystal and dichroic dye and modulates light by utilizing the light absorption of the dye (
For example, see "High-speed Liquid Crystal Technology" by Katsumi Yoshino, published by CMC Publishing, 1986).

この素子は、液晶物質が電界に応じて配向方向を変える
際に、色素もそれに従って方向を変える(第4図)との
作用を利用して光変調を行なう形式の素子であり、色素
の二色性を利用することにより1枚の偏光板で透過光量
を制御することができる。
This element modulates light by utilizing the effect that when the liquid crystal substance changes its alignment direction in response to an electric field, the dye also changes its direction accordingly (Figure 4). By utilizing chromaticity, the amount of transmitted light can be controlled with a single polarizing plate.

しかしながら、この場合も基本的には複屈折による方法
と同様に、液晶物質の初期配向が良好であることが必要
である。従って、複屈折による方法と同様の配向制御が
難しい。さらに、色素を用いるので、充分なコントラス
トを得るためには素子がある程度の厚さ(数ミクロン)
を有することが必要となる。このため基板表面の配向力
を利用した配向制御は益々困難になる。その他にもこの
方法は、一般にキシルスメクチックC相で表示を行なう
ため、複屈折による方法と同じように、■液晶物質を均
一に、かつ再現よく配向させることか困難であり、■配
向状態が機械衝撃によって破壊され易く、■階調表示が
難しいなどの問題点を有している。
However, in this case as well, it is basically necessary that the initial orientation of the liquid crystal material be good, similar to the method using birefringence. Therefore, orientation control similar to the method using birefringence is difficult. Furthermore, since dyes are used, the element must have a certain thickness (several microns) to obtain sufficient contrast.
It is necessary to have the following. For this reason, orientation control using the orientation force of the substrate surface becomes increasingly difficult. In addition, since this method generally performs display using the xylsmectic C phase, it is difficult to (1) align the liquid crystal material uniformly and with good reproducibility, and (2) it is difficult to align the liquid crystal material uniformly and with good reproducibility. It has problems such as being easily destroyed by impact and difficulty in displaying gradations.

ところで、液晶は温度の変化にともなって、固体状態・
液晶状態・液体状態と相変化する。液晶相の中にも多く
の相状態か存在することは、成書に公知である(たとえ
ば、“液晶の最新技術”松本正−角田重要共著、工業調
査会発行、1983、参照)。
By the way, liquid crystals change from solid state to solid state as the temperature changes.
Phase changes between liquid crystal state and liquid state. It is well known in literature that many phase states exist even within a liquid crystal phase (for example, see "Latest Technology of Liquid Crystals", co-authored by Tadashi Matsumoto and Seiji Tsunoda, published by Kogyo Chosenkai, 1983).

そして、強誘電性液晶を光変調素子として使用する場合
には、例えば強誘電性液晶を二枚の対向する電極付き透
明基板の間に介在させ、互いに直交する二枚の偏光板の
間に配置し、温度を変化させ強誘電性液晶をキシルスメ
クチックC相状態に保持する。これに電界を印加するこ
とにより、分子長軸の配向方向が変化して光変調を行な
うことができる。
When using a ferroelectric liquid crystal as a light modulation element, for example, the ferroelectric liquid crystal is interposed between two opposing transparent substrates with electrodes, and placed between two mutually orthogonal polarizing plates. The temperature is changed to maintain the ferroelectric liquid crystal in the xylsmectic C phase state. By applying an electric field to this, the orientation direction of the long axes of the molecules changes, making it possible to perform optical modulation.

このようにして強誘電性液晶を光変調素子として用いる
場合には、初期の段階で強誘電性液晶を良好な配向状態
にすることが必要である。すなわち、液晶物質の初期配
向状態をいかに良好にするかが特徴の優れた光変調素子
を得るための主要な要素になっている。強誘電性液晶の
初期配向を行なう方法としては、温度勾配法および表面
処理θ。
When using a ferroelectric liquid crystal as a light modulation element in this manner, it is necessary to bring the ferroelectric liquid crystal into a good alignment state at an early stage. That is, how to improve the initial alignment state of the liquid crystal material is a key factor in obtaining a characteristically excellent light modulation element. Methods for initial alignment of ferroelectric liquid crystal include temperature gradient method and surface treatment θ.

などが知られている(たとえば“高速液晶技術”吉野勝
美著、CMC出版発行、1986、参照)。
(For example, see "High-speed Liquid Crystal Technology" by Katsumi Yoshino, published by CMC Publishing, 1986).

ここで温度勾配法とは、液晶物質の周囲の温度を徐々に
下げ、スペーサエツジから液晶物質をエピタキシャル成
長させる方法である。
Here, the temperature gradient method is a method in which the temperature around the liquid crystal material is gradually lowered and the liquid crystal material is epitaxially grown from the spacer edge.

また、表面配向法は、基板表面または基板上に塗布、蒸
着などの方法で付着させた配向制御膜を利用して液晶分
子の配向方向を規制する方法である。
Further, the surface alignment method is a method of regulating the alignment direction of liquid crystal molecules using an alignment control film attached to the surface of a substrate or a substrate by a method such as coating or vapor deposition.

このように液晶物質を配向させるためには、液晶組成物
を一旦高温に加熱して液体状態としてから降温するとの
経路を採ることが多い。
In order to orient a liquid crystal substance in this manner, a route is often taken in which the liquid crystal composition is once heated to a high temperature to be in a liquid state, and then the temperature is lowered.

このように液体状態から降温により液晶物質を配向させ
ると、種々の液晶相のうちキシルスメクチックC相が液
体状態からすぐに出現することもあるが、多くの場合、
他の液晶相を経由した後、キシルスメクチック0層が出
現する。
When a liquid crystal substance is oriented in this way by cooling down from a liquid state, among the various liquid crystal phases, the xylsmectic C phase may appear immediately from the liquid state, but in many cases,
After passing through other liquid crystal phases, a xylsmectic 0 layer appears.

具体的には、高温側から低温側へ向かって液体状態→キ
ラルネマチック相→ スメクチックA相→キラルスメクチックC相液体状態−
キラルネマチック相− キシルスメクチックC相 液体状態→スメクチックA相→ キシルスメクチックC相 等の態様で熱力学的安定性にしたがって各相が出現する
Specifically, from the high temperature side to the low temperature side, the liquid state → chiral nematic phase → smectic A phase → chiral smectic C phase liquid state -
Chiral nematic phase - Each phase appears according to thermodynamic stability in the following manner: xyl smectic C phase liquid state -> smectic A phase -> xyl smectic C phase.

そして、強誘電性液晶物質がキシルスメクチックC相を
示す温度範囲で、この液晶物質に電界等をかけることに
より、この強誘電性液晶物質の分子長軸の配向方向が変
化することを利用して強誘電性物質を光変調素子に使用
することかできる。
Then, by applying an electric field or the like to this liquid crystal material in a temperature range in which the ferroelectric liquid crystal material shows the xylsmectic C phase, the orientation direction of the long axis of the molecules of this ferroelectric liquid crystal material changes. Ferroelectric materials can be used in light modulating elements.

たとえば、次式で表わされる化合物DOBAMBC0C
113 は、63〜92℃の温度範囲でキシルスメクチックC相
を示し、このような温度範囲内で、電界等によって分子
長軸の配向方向を変えることができることが報告されて
いる(R,B、Meyer et atジャーナルデフ
ィジーク(J、de Phys、)36巻L69頁、(
1975)参照)。
For example, the compound DOBAMBCOC represented by the following formula
It has been reported that 113 exhibits a xylsmectic C phase in the temperature range of 63 to 92°C, and that the orientation direction of the long axis of the molecule can be changed by an electric field or the like within this temperature range (R, B, Meyer et at Journal de Phys., Volume 36, Page L69, (
(1975)).

しかしながら、上述したようにキシルスメクチックC相
での初期配向の制御およびその配向状態を維持すること
は、非常に難しく、現在実用化するための最大の問題点
となっている。
However, as described above, it is very difficult to control the initial orientation in the xylsmectic C phase and maintain the orientation state, which is currently the biggest problem for practical use.

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、本発明の目的は、■容易に初
期配向を行なうことができる、■極薄膜を必要としない
、■液晶物質の配向状態が機械衝撃よって破壊されにく
い、■階調性を持つことができるなどの優れた特徴を有
する光変調素子を提供することである。
Purpose of the Invention The present invention attempts to solve the problems associated with the prior art as described above. It is an object of the present invention to provide a light modulation element having excellent features such as: (1) the alignment state of a liquid crystal substance is not easily destroyed by mechanical shock; and (2) it can have gradation.

発明の概要 本発明の第1の光変調素子は、一方の面に透明電極が設
けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ
該基板により間隙が形成されるように配置してなる液晶
セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液
晶物質とからなる液晶素子を有することを特徴としてい
る。
Summary of the Invention A first light modulation element of the present invention includes two transparent substrates each having a transparent electrode provided on one surface, arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. The liquid crystal cell is characterized by having a liquid crystal element comprising a liquid crystal cell made of a liquid crystal cell and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap.

本発明の第2の光変調素子は、一方の面に透明電極が設
けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ
該基板により間隙が形成されるように配置してなる液晶
セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液
晶物質とからなる液晶素子と、該透明基板の少なくとも
一方の外側に配置された偏光板とからなることを特徴と
している。
A second light modulation element of the present invention is formed by arranging two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. It is characterized by comprising a liquid crystal cell, a liquid crystal element comprising a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and a polarizing plate disposed on the outside of at least one of the transparent substrates.

本発明の第3の光変調素子は、偏光方向が互いに直角ま
たは互いに平行になるように配置された偏光板の間に二
個の液晶素子が配置されてなり、該液晶素子は、一方の
面に透明電極が設けられた二枚の透明基板を、該透明電
極が対面し、かつ該基板により間隙が形成されるように
配置すると共に周縁部がシールされてなる液晶セルの該
間隙にスメクチックA相を示す液晶物質が充填されてな
り、かつ前記二個の液晶素子を透過した光のレターデー
ションの値が0.13〜0.26μIYIの範囲内にあ
ることを特徴としている。
A third light modulation element of the present invention includes two liquid crystal elements arranged between polarizing plates arranged such that the polarization directions are perpendicular to each other or parallel to each other, and the liquid crystal element has one surface that is transparent. Two transparent substrates provided with electrodes are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates, and a smectic A phase is applied to the gap of a liquid crystal cell whose peripheral edges are sealed. It is characterized in that the retardation value of light transmitted through the two liquid crystal elements is in the range of 0.13 to 0.26 μIYI.

本発明の第4の光変調素子は、少なくとも可視領域の光
を反射する層と、液晶素子と、偏光板とからなり、該液
晶素子は、該受なくとも可視(イ)起。
The fourth light modulation element of the present invention includes a layer that reflects at least light in the visible region, a liquid crystal element, and a polarizing plate, and the liquid crystal element reflects light in the visible region even if it does not receive the visible light.

の光を反射する層と偏光板との間に配置されておリ、そ
して該液晶素子は、一方の面に透明電極が設けられた二
枚の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ該基板によ
り間隙が形成されるように配置してなる液晶セルと、該
間隙に充填されたスメクチックA相を示す液晶物質とか
らなることを特徴としている。
The liquid crystal element is arranged between a layer that reflects light and a polarizing plate, and the liquid crystal element has two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface, the transparent electrodes facing each other, and It is characterized by comprising a liquid crystal cell arranged so that a gap is formed between the substrates, and a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap.

本発明の第5の光変調素子は、一方の面に透明電極が設
けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ
該基板により間隙が形成されるように配置してなる液晶
セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液
晶物質とからなる液晶素子を有し、そして該二枚の透明
基板により形成された間隙か、該透明基板の壁面効果に
よって、液晶物質を配向させることができる幅に調整さ
れていると共に、該液晶物質中に次式で表わされる特性
のファイバーか含有特徴とされていることをしている。
A fifth light modulation element of the present invention is formed by arranging two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell and a liquid crystal material exhibiting smectic A phase filled in the gap, and the liquid crystal material is The width of the liquid crystal material is adjusted to a value that allows the liquid crystal material to be oriented, and the liquid crystal material is characterized by containing fibers having the characteristics expressed by the following formula.

Ω 3 ≦      ≦ 100 ただし、上記式において、dはファイバーの直径を表わ
し、ρはファイバーの平均の長さを表わす。
Ω 3 ≦ ≦ 100 However, in the above formula, d represents the diameter of the fiber, and ρ represents the average length of the fiber.

本発明の第6の光変調素子は、一方の面上に透明電極お
よび配向制御層がこの順序で積層された二枚の透明基板
を、該配向制御層が対面し、かつ該基板により間隙が形
成されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填
されたスメクチックA相を示す液晶物質とを有すると共
に、該基板周辺がシールされてなる液晶素子を有し、し
かも該配向制御層が、該シール部材の硬化温度以上のβ
分散温度を有する有機高分子膜により形成されているこ
とを特徴としている。
A sixth light modulation element of the present invention comprises two transparent substrates each having a transparent electrode and an alignment control layer laminated in this order on one surface, the alignment control layers facing each other, and a gap formed by the substrates. It has a liquid crystal cell arranged so as to form a liquid crystal cell, a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and a liquid crystal element whose periphery is sealed with the substrate, and the alignment control layer. is β above the curing temperature of the sealing member.
It is characterized by being formed of an organic polymer film having a dispersion temperature.

本発明の第7の光変調素子は、一方の面に透明電極が設
けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ
該基板により間隙が形成されるようにスペーサを介して
配置されてなる液晶セルと、該間隙に充填されたスメク
チックA相を示す液晶物質とからなる液晶素子を有し、
該スペーサと液晶物質との界面効果によりモノドメイン
が形成され、かつ該スペーサが感光性ポリイミド前駆体
をパターニングして得られたポリイミド系有機高分子物
質により形成されていることを特徴としている。
A seventh light modulation element of the present invention is characterized in that two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged with a spacer in between so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell arranged in the liquid crystal cell and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap,
A monodomain is formed by the interfacial effect between the spacer and the liquid crystal material, and the spacer is formed of a polyimide-based organic polymer material obtained by patterning a photosensitive polyimide precursor.

本発明の第8の光変調素子は、偏光軸が互いに直角また
は互いに平行になるように配置された偏光板の間に、液
晶素子が配置されてなり、該液晶素子は、一方の而に透
明電極が設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対
面し、かつ該基板により間隙が形成されるように配置す
ると共に周縁部がシールされた液晶セルと、該間隙に充
填されたスメクチックA相を示す液晶物質とがらなり、
しかも該透明電極上に前記液晶物質と接触するように強
誘電体層か設けられていることを特徴としている。
In the eighth light modulation element of the present invention, a liquid crystal element is arranged between polarizing plates arranged such that their polarization axes are perpendicular to each other or parallel to each other, and the liquid crystal element has a transparent electrode on one side. Two transparent substrates are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates, and a liquid crystal cell is sealed at the periphery, and a smectic A phase is filled in the gap. A liquid crystal substance that shows
Moreover, it is characterized in that a ferroelectric layer is provided on the transparent electrode so as to be in contact with the liquid crystal material.

本発明の第9の光変調素子は、一方の面に透明電極が設
けられた二枚の透明基板を、該透明電極か対面し、かつ
該基板により間隙が形成されるように配置してなる液晶
セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液
晶物質からなる液晶素子を有し、そして該液晶セルには
、間隙を保持すると共に液晶を配向させる少なくとも1
つの同心円形状のスペーサ兼配向制御層が配置されてい
ることを特徴としている。
A ninth light modulation element of the present invention is formed by arranging two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. It has a liquid crystal cell and a liquid crystal element made of a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and the liquid crystal cell has at least one liquid crystal element that maintains the gap and orients the liquid crystal.
It is characterized by the arrangement of two concentric spacer/orientation control layers.

本発明の第10の光変調素子は、一方の面に透明電極が
設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、か
つ該基板により間隙が形成されるように配置してなる液
晶セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す
液晶物質とからなる液晶素子を有し、そして該液晶セル
には、間隙を保持すると共に液晶を配向させるクシ型形
状のスペーサ兼配向制御層が配置されていることを特徴
としている。
A tenth light modulation element of the present invention is formed by arranging two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell and a liquid crystal material exhibiting smectic A phase filled in the gap, and the liquid crystal cell has a comb-shaped spacer and alignment controller that maintains the gap and orients the liquid crystal. It is characterized by the arrangement of layers.

本発明の第11の光変調素子は、一方の面に透明電極が
設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、か
つ該基板により間隙が形成されるように配置してなる液
晶セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す
液晶物質とからなる液晶素子を有し、しかも該液晶セル
を構成する少なくとも一方の透明基板が可撓性透明基板
よりなることを特徴としている。
An eleventh light modulation element of the present invention is formed by arranging two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and at least one transparent substrate constituting the liquid crystal cell is made of a flexible transparent substrate. There is.

本発明の第12の光変調素子は、一方の面に透明電極が
設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、か
つ該基板により間隙が形成されるように配置してなる液
晶セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す
液晶物質からなる液晶素子を有し、しかも該液晶セルを
構成する少なくとも一方の透明基板が可撓性透明基板よ
りなり、そして該可撓性透明基板の厚さt(mm)、弾
性率E(Kgf/m2)および間隙の幅a(mm)が次
式で示される関係を有することを特徴としている。
A twelfth light modulation element of the present invention is formed by arranging two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. It has a liquid crystal cell and a liquid crystal element made of a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and at least one transparent substrate constituting the liquid crystal cell is made of a flexible transparent substrate, and the flexible The thickness t (mm) of the transparent substrate, the elastic modulus E (Kgf/m2), and the gap width a (mm) have the following relationship.

<0.32 t3 本発明の第13の光変調素子は、配向処理が施された透
明電極を一方の面に有する二枚の透明基板を、該透明電
極が対面し、かつ該基板により間隙が形成されるように
配置してなる液晶セルと、該間隙に充填されたスメクチ
ックA相を示す液晶物質とからなる液晶素子を有し、該
液晶物質は、該液晶セルを、該液晶物質がスメクチック
A相を示す上限近くの温度に保持し、かつ該液晶セルに
直流バイアス電圧を印加することにより、初期配向され
ていることを特徴としている。
<0.32 t3 The thirteenth light modulation element of the present invention comprises two transparent substrates each having transparent electrodes on one side that have been subjected to alignment treatment, the transparent electrodes facing each other, and a gap formed by the substrates. The liquid crystal element includes a liquid crystal cell arranged to form a smectic A phase, and a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap. It is characterized in that initial orientation is achieved by maintaining the temperature near the upper limit indicating the A phase and applying a DC bias voltage to the liquid crystal cell.

本発明の第14の光変調素子は、一方の面に透明電極が
設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、か
つ該基板により幅1〜3μmの間隙が形成されるように
配置してなる液晶セルと、該間隙に充填されたスメクチ
ックA相を示す液晶物質とからなる液晶素子を有し、該
間隙は、スメクチックA相を示す液晶物質を間隙に同時
に充填するための複数の切欠きを有するスペーサによっ
て形成されていることを特徴としている。
The fourteenth light modulation element of the present invention comprises two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface, such that the transparent electrodes face each other and a gap of 1 to 3 μm in width is formed between the substrates. and a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap. It is characterized by being formed by a spacer having a plurality of notches.

本発明の第15の光変調素子は、一方の面に透明電極が
設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、か
つ該基板により幅1〜3μmの間隙が形成されるように
配置してなる液晶セルと、該間隙に充填されたスメクチ
ックA相を示す液晶物質とからなる液晶素子を有し、し
かも該液晶セルを構成する透明基板のうちの少なくとも
一方の透明基板上に非線形素子が配置されていることを
特徴としている。
A fifteenth light modulation element of the present invention comprises two transparent substrates each having a transparent electrode provided on one surface, such that the transparent electrodes face each other and a gap of 1 to 3 μm in width is formed between the substrates. It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell disposed in the liquid crystal cell and a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and at least one of the transparent substrates constituting the liquid crystal cell. It is characterized by the arrangement of nonlinear elements.

本発明の第16の光変調素子は、一方の面に透明電極が
設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、か
つ該基板により幅1〜3μmの間隙か形成されるように
配置してなる液晶セルと、該間隙に充填されたスメクチ
ックA相を示す液晶物質とからなる液晶素子を有し、し
かも該液晶セルを構成する透明基板のうちの少なくとも
一方の透明基板上に能動素子が配置されていることを特
徴としている。
The 16th light modulation element of the present invention comprises two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface, such that the transparent electrodes face each other and a gap of 1 to 3 μm in width is formed between the substrates. It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell disposed in the liquid crystal cell and a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and at least one of the transparent substrates constituting the liquid crystal cell. It is characterized by the arrangement of active elements.

本発明の第17の光変調素子は、一方の面に透明電極か
設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、か
つ該基板により間隙が形成されるように配置してなる液
晶セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す
液晶物質とからなる液晶素子を有し、しかも該透明電極
のうち少なくとも一方の表面に液晶物質を配向させつる
有機薄膜が形成されていることを特徴としている。
A seventeenth light modulation element of the present invention is formed by arranging two transparent substrates each having a transparent electrode provided on one surface such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and an organic thin film that orients the liquid crystal substance is formed on the surface of at least one of the transparent electrodes. It is characterized by

本発明の第18の光変調素子は、一方の面に透明電極が
設けられた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、か
つ該基板により間隙が形成されるように配置してなる液
晶セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す
液晶物質とからなる液晶素子を有し、しかも該透明電極
のうち少なくとも一方の表面に液晶物質を配向させうる
無機薄膜が形成されていることを特徴としている。
The 18th light modulation element of the present invention is formed by arranging two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates. It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and an inorganic thin film capable of orienting the liquid crystal substance is formed on the surface of at least one of the transparent electrodes. It is characterized by

本発明の光変調素子は、■容易に初期配向を行なうこと
ができる、■極薄膜を必要としない、■配向状態が機械
衝撃に強い、■階調性を持つことができるなどの優れた
特徴を有している。
The light modulation element of the present invention has excellent characteristics such as: (1) initial alignment can be easily performed, (2) no ultra-thin film is required, (2) the alignment state is resistant to mechanical shock, and (2) it can have gradation. have.

発明の詳細な説明 次に本発明の光変調素子について具体的に説明する。Detailed description of the invention Next, the light modulation element of the present invention will be specifically explained.

本発明の光変調素子は、基本的には、一方の面に透明電
極が設けられた二枚の透明基板とこの2枚の透明基板に
より形成される間隙を有する液晶セルおよびこの液晶セ
ルの間隙に充填されたスメクチックA相を示す液晶物質
を有する。上記の透明基板は表面に設けられた透明電極
が対面するように配置され、しかも、液晶物質が充填さ
れるような間隙を有している。すなわち、本発明の光変
調素子は、基本的には第7図に示すような構造を有して
いる。ただし、第7図においては、二枚の偏光板の間に
液晶素子が配置された態様が示されている。
The light modulation element of the present invention basically comprises two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface, a liquid crystal cell having a gap formed by these two transparent substrates, and a gap between the liquid crystal cells. It has a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled with the liquid crystal material. The transparent substrate described above is arranged so that the transparent electrodes provided on the surface thereof face each other, and has a gap that is filled with a liquid crystal material. That is, the light modulation element of the present invention basically has a structure as shown in FIG. However, FIG. 7 shows an embodiment in which a liquid crystal element is disposed between two polarizing plates.

本発明において、透明基板としては、例えば、ガラスお
よび透明高分子板等を用いることができる。
In the present invention, as the transparent substrate, for example, glass, a transparent polymer plate, etc. can be used.

なお、ガラス基板を用いる場合には、アルカリ成分の溶
出液晶物質の劣化を防止するために、ガラス基板表面に
、例えば酸化珪素等を主成分とするアンダーコート層を
設けることもできる。
Note that when a glass substrate is used, an undercoat layer containing, for example, silicon oxide as a main component may be provided on the surface of the glass substrate in order to prevent deterioration of the liquid crystal material eluted with the alkali component.

透明基板の厚さは、例えばガラス基板の場合には通常は
0.01〜1.0mmの範囲内にある。
For example, in the case of a glass substrate, the thickness of the transparent substrate is usually within the range of 0.01 to 1.0 mm.

また、本発明においては、透明基板として、可撓性透明
基板を用いることもできる。二の場合、二枚の透明基板
のうち、一方の基板が可撓性透明基板であってもよく、
さらに両者とも可撓性基板であってもよい。
Further, in the present invention, a flexible transparent substrate can also be used as the transparent substrate. In case 2, one of the two transparent substrates may be a flexible transparent substrate,
Furthermore, both may be flexible substrates.

このように可撓性透明基板を用いる場合、可撓性透明基
板の厚さt(n++*)と、弾性率E(kgf’/ゴ)
と、このような可撓性基板により形成される間隙の幅a
(mm)とが次式で表わされる関係を有することが好ま
しい。
When using a flexible transparent substrate in this way, the thickness t (n++*) of the flexible transparent substrate and the elastic modulus E (kgf'/go)
and the width a of the gap formed by such a flexible substrate
(mm) preferably has a relationship expressed by the following formula.

く屹 32 t3 このような可撓性透明基板としては、高分子フィルム等
を用いることができる。
32 t3 As such a flexible transparent substrate, a polymer film or the like can be used.

このような透明基板の少なくとも一方の面には透明電極
が設けられている。
A transparent electrode is provided on at least one surface of such a transparent substrate.

透明電極は、例えば酸化インジウム、スズ(ITO)等
で透明基板表面をコーティングすることにより形成され
る。透明電極は、公知の方法により形成することができ
る。
The transparent electrode is formed by coating the surface of the transparent substrate with, for example, indium oxide, tin (ITO), or the like. The transparent electrode can be formed by a known method.

透明電極の厚さは、通常は100〜2000人の範囲内
にある。
The thickness of the transparent electrode is typically in the range of 100-2000.

このような透明電極が設けられた透明基板には、さらに
透明電極上に配向制御層あるいは強誘電体層が設けられ
ていてもよい。例えば配向制御層は液晶物質を配向さ、
せることかできる有機または無機薄膜であってよい。
A transparent substrate provided with such a transparent electrode may further include an alignment control layer or a ferroelectric layer on the transparent electrode. For example, the alignment control layer aligns the liquid crystal material,
It may be an organic or inorganic thin film that can be coated.

有機薄膜の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリエステル、ナイロン、ポバール、ポリイミドなど
の高分子薄膜を挙げることができる。薄膜形成方法とし
ては塗布法、接着法、基板上での重合法(プラズマ重合
)などを挙げることができる。さらに、有機薄膜は、有
機シランカップリング剤あるいはカルボン酸多核錯体な
どを化学吸着させることにより形成することができる。
Examples of organic thin films include polymer thin films such as polyethylene, polypropylene, polyester, nylon, poval, and polyimide. Examples of the thin film forming method include a coating method, an adhesion method, and a polymerization method on a substrate (plasma polymerization). Furthermore, an organic thin film can be formed by chemically adsorbing an organic silane coupling agent or a carboxylic acid polynuclear complex.

無機薄膜の例としては、酸化珪素、酸化ゲルマニウム・
アルミナなどの酸化物薄膜、窒化珪素などの窒化物、他
の半導体などを挙げることができる。薄膜形成方法とし
て蒸着法、スパッター法などを挙げることができる。
Examples of inorganic thin films include silicon oxide, germanium oxide,
Examples include oxide thin films such as alumina, nitrides such as silicon nitride, and other semiconductors. Examples of thin film forming methods include vapor deposition, sputtering, and the like.

このような薄膜に液晶配向性を付与する方法としては、
膜形成時に薄膜自身に異方性あるいは形状特異性を与え
る方法や、薄膜形成後に外部から特性を与える方法があ
る。具体的には高分子化合物の延伸フィルムを用いる方
法、酸化珪素を斜方蒸着する方法、ポリイミド膜の表面
を一方方向に擦る方法などの方法が挙げられる。
As a method for imparting liquid crystal orientation to such a thin film,
There are methods of imparting anisotropy or shape specificity to the thin film itself during film formation, and methods of imparting properties from the outside after forming the thin film. Specifically, methods include a method using a stretched film of a polymer compound, a method of obliquely depositing silicon oxide, and a method of rubbing the surface of a polyimide film in one direction.

また、第16図に示すように、このような透明電極16
5上に強誘電体層167が設けられていてもよい。
Further, as shown in FIG. 16, such a transparent electrode 16
A ferroelectric layer 167 may be provided on the ferroelectric layer 5 .

なお、配向制御層等は後述のスペーサを兼ねるように形
成されていてもよい。
Note that the orientation control layer and the like may be formed so as to also serve as a spacer, which will be described later.

上記のような透明基板を、透明電極が対面し、そしてこ
の透明基板により液晶物質を充填する間隙を形成するよ
うに二枚配置する。
Two transparent substrates as described above are arranged so that the transparent electrodes face each other and the transparent substrates form a gap to be filled with a liquid crystal material.

上記のようにして形成される間隙の幅は、1〜10μm
1好ましくは1〜5μm1さらに好ましくは1〜3μm
にすることが望ましい。このような間隙は、例えば、ス
ペーサを挟持するように二枚の基板を配置することによ
り、容易に形成することができる。
The width of the gap formed as described above is 1 to 10 μm.
1 Preferably 1 to 5 μm 1 More preferably 1 to 3 μm
It is desirable to do so. Such a gap can be easily formed, for example, by arranging two substrates so as to sandwich a spacer therebetween.

このようなスペーサとしては、例えば、感光性ポリイミ
ド前駆体をパターニングして得られるポリイミド系高分
子物質等を用いることができる。。
As such a spacer, for example, a polyimide polymer material obtained by patterning a photosensitive polyimide precursor can be used. .

このようなスペーサを用いることのより、このスペーサ
と液晶物質との界面効果により、モノドメインが形成さ
れる。また、例えば、第17図および第18図に示され
るように配向制御膜として作用する同心円形状のスペー
サ176あるいはクシ状のスペーサ186を用いて、配
向制御膜とスペーサとを一体化することもできる。さら
に、液晶物質を同時に充填することができるように複数
の切欠きを有するスペーサを用いることもできる。
By using such a spacer, a monodomain is formed due to the interface effect between the spacer and the liquid crystal material. Further, for example, as shown in FIGS. 17 and 18, the alignment control film and the spacer can be integrated by using a concentric spacer 176 or a comb-shaped spacer 186 that acts as an alignment control film. . Furthermore, a spacer with multiple notches can be used so that the liquid crystal material can be filled at the same time.

また、第14図に示すように、上記のようなスペーサの
他に、液晶物質143中にファイバー47を配合して、
このファイバにより、透明基板142が一定の間隙を形
成するようにすることもできる。
Further, as shown in FIG. 14, in addition to the above-mentioned spacers, fibers 47 are blended into the liquid crystal material 143.
The fibers also allow the transparent substrate 142 to form a constant gap.

そして、本発明において、平均直径および平均長さが次
式で表わされる関係にあるファイバを使用することが好
ましい。
In the present invention, it is preferable to use fibers whose average diameter and average length have the relationship expressed by the following equation.

3≦   ≦100 たたし、上記式において、dはファイバの直径を表わし
、ρはファイバの平均の長さを表わす。
3≦≦100 In the above formula, d represents the diameter of the fiber, and ρ represents the average length of the fiber.

本発明において使用することができるファイバとしては
、アルカリガラスを紡糸して得られたファイバ等を挙げ
ることができる。
Examples of fibers that can be used in the present invention include fibers obtained by spinning alkali glass.

このようなファイバを用いることにより、透明基板によ
り形成される間隙の幅を一様に、かつ均一に制御し維持
することができる。
By using such a fiber, the width of the gap formed by the transparent substrate can be controlled and maintained uniformly and uniformly.

さらに、上記ファイバの代わりに、あるいは上記ファイ
バと共に粒状物を配合することもてきる。
Furthermore, granules may be blended instead of or together with the fibers.

このような粒状物としては、メラミン樹脂、尿素樹脂あ
るいはベンゾグアナミン樹脂等からなる粒子径が1〜1
0μmの粒状物を挙げることができる。なお、このよう
にファイバあるいは粒状物を使用する場合には、ファイ
バあるいは粒状物を使用する場合は、液晶物質中に予め
混合することもできるし、例えばフレオンのような低沸
点溶媒中に分散させて基板上に散布することもできる。
Such granules are made of melamine resin, urea resin, benzoguanamine resin, etc. and have a particle diameter of 1 to 1.
Particulate matter of 0 μm may be mentioned. In addition, when using fibers or granules in this way, they can be premixed in a liquid crystal material or dispersed in a low boiling point solvent such as Freon. It can also be sprayed onto the substrate.

さらに、二枚の透明基板を接着する際に用いられる接着
剤中に上記のファイバあるいは粒状物を配合することも
できる。
Furthermore, the above-mentioned fibers or granules can also be blended into the adhesive used to bond two transparent substrates together.

上記のようにして間隙を形成するように配置された二枚
の透明基板は接着される。このような接着剤としては、
エポキシ系樹脂およびシリコン系樹脂等を用いることが
できる。さらに、エポキシ樹脂等がアクリル系材料ある
いはシリコン系ゴム等で変性されていてもよい。
The two transparent substrates arranged so as to form a gap as described above are bonded together. Such adhesives include
Epoxy resins, silicone resins, and the like can be used. Furthermore, the epoxy resin or the like may be modified with an acrylic material, silicone rubber, or the like.

さらに通常は液晶物質を充填するための切欠などを塞ぐ
ために液晶物質を間隙に充填した後にこの切欠などが形
成された部分はシール材でシールされる。
Further, normally, in order to close the notches for filling the liquid crystal material, after filling the gaps with the liquid crystal material, the portions where the notches and the like are formed are sealed with a sealing material.

特に本発明においては、配向制御層を形成する際に用い
る上記高分子膜のβ分散温度未満の硬化温度で硬化する
樹脂を用いてシールすることが好ましい。従ってこの場
合、配向制御層は、シール材の硬化温度以上のβ分散温
度を有する有機高分子膜である。
Particularly in the present invention, it is preferable to perform sealing using a resin that cures at a curing temperature lower than the β-dispersion temperature of the polymer film used in forming the orientation control layer. Therefore, in this case, the orientation control layer is an organic polymer film having a β dispersion temperature higher than the curing temperature of the sealing material.

上記のような構成を有する液晶セルの間隙には、液晶物
質が充填されている。
The gap in the liquid crystal cell having the above structure is filled with a liquid crystal material.

本発明において用いられる液晶物質は、スメクチックA
相を示す液晶物質である。
The liquid crystal material used in the present invention is Smectic A
It is a liquid crystal material that exhibits phases.

すなわち、スメクチックA相を示す液晶物質は、層構造
を形成し、その分子長軸は層法線方向に平行である。
That is, a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase forms a layered structure, and its long molecular axis is parallel to the layer normal direction.

配向したスメクチックA相を示す液晶物質を偏光顕微鏡
を用いて観察すると、キシルスメクチックC相でみられ
る筋状扇状組織、乱用状組織、マーブル組織およびシュ
リーレン組織等は観察されず、短棒状組織、単純扇状組
織、単純多角形組織等のスメクチックA相特有の組織が
観察される。
When a liquid crystal substance exhibiting an oriented smectic A phase is observed using a polarizing microscope, the streaky fan-like structure, abuse-like structure, marble structure, and schlieren structure that are observed in the xyl smectic C phase are not observed, and the short rod-like structure and simple structure are observed. Structures unique to smectic A phase, such as fan-shaped structures and simple polygonal structures, are observed.

スメクチックA相は相構造をもち、分子長軸が層法線方
向に平行であり、電界などの外場を印加すると分子長軸
回りの自由回転により分子の双極子が揃う。分子長軸方
向と、双極子方向が一様にソロった(第5図)ことによ
り、系全体の持つ(、I′!置装ネルギーが高くなり不
安定になる。そこで、位置エネルギーを小さくするよう
に、位置の変化が起こり、その結果、分子長軸が層の法
線方向に対して傾いた位置で安定化する(第6図)。す
なわち電界等の外場によって誘起されたチルトfθ′は
、0度以外の一定の安定な角度になる。
The smectic A phase has a phase structure in which the long axis of the molecules is parallel to the layer normal direction, and when an external field such as an electric field is applied, the dipoles of the molecules align due to free rotation around the long axis of the molecules. Since the molecular long axis direction and the dipole direction are uniformly soloed (Fig. 5), the energy of the entire system (,I'!) increases and becomes unstable. Therefore, the potential energy is reduced. As a result, the long axis of the molecule stabilizes at a position tilted with respect to the normal direction of the layer (Figure 6).In other words, the tilt fθ induced by an external field such as an electric field ' is a constant stable angle other than 0 degrees.

とはすでに1977年、S、Garofrら(フィジカ
ルレピューレターズ(PhysicalReviewL
etters、) 38巻848頁(1977)参照)
によって報告されている。
Already in 1977, S. Garofr et al. (Physical Review Letters)
etters, ) Vol. 38, p. 848 (1977))
reported by.

このようなスメクチックA相を示す液晶物質を二枚の対
向する電極付き透明基板により形成された液晶セル中に
充填することにより形成された液晶素子は、偏光方向が
互いに直交する、または互いに平行な二枚の偏光板の間
に配置される。そして、このような構成を有する光変調
素子の温度を変化させ液晶物質をスメクチックA相状態
に保持し、電界印加を行なうことにより、液晶物質の分
子長軸の配向方向か変化して光の透過性が変わるので、
光変調を行なうことができる。
A liquid crystal element formed by filling a liquid crystal material exhibiting such a smectic A phase into a liquid crystal cell formed by two opposing transparent substrates with electrodes has polarization directions that are perpendicular to each other or parallel to each other. It is placed between two polarizing plates. Then, by changing the temperature of the light modulation element having such a configuration to maintain the liquid crystal material in a smectic A phase state and applying an electric field, the orientation direction of the long axis of the molecules of the liquid crystal material changes, resulting in light transmission. Because the gender changes,
Light modulation can be performed.

本発明の光変調素子で使用することができるスメクチッ
クA相を示す液晶物質としては基本骨格が、下式(I) で表わされる化合物を挙げることができる。ここでRは
、アルキル基、アルコキシ基およびハロアルキル基の内
のいずれかの基であり、Ωは1または2、mは1または
2、nは0または1であり、A*は、光学活性中心を有
する下式(n)で示される基(ただし、xSy、zは、
ハロゲン原子、水素原子、および、アルキル基からなる
群より選ばれる原子若しくは基であり、Wは、アルキレ
ン基であり、pは0または1である)である。
Examples of liquid crystal substances exhibiting a smectic A phase that can be used in the light modulator of the present invention include compounds whose basic skeleton is represented by the following formula (I). Here, R is an alkyl group, an alkoxy group, or a haloalkyl group, Ω is 1 or 2, m is 1 or 2, n is 0 or 1, and A* is an optically active center. A group represented by the following formula (n) having (where xSy, z are,
is an atom or group selected from the group consisting of a halogen atom, a hydrogen atom, and an alkyl group, W is an alkylene group, and p is 0 or 1).

上記式(1)で表わされるスメクチックA相を示す液晶
物質のうちでも、上記式(I)において、Rが炭素数2
0以下のアルキル基であり、mが1、nが1であり、p
−oであり、x、ySzが互いに異なる原子若しくは基
である化合物が特に好ましい。
Among liquid crystal substances exhibiting a smectic A phase represented by the above formula (1), in the above formula (I), R has a carbon number of 2
is an alkyl group of 0 or less, m is 1, n is 1, and p
-o, and compounds in which x and ySz are mutually different atoms or groups are particularly preferred.

また、上記式(n)で表わされる光学活性中心を有する
基の好適な例としては、 PhPh−COO−Ph−COO−に近い位置に光学活
性中心を持つ基か特に好ましい。
Further, as a preferable example of the group having an optically active center represented by the above formula (n), a group having an optically active center at a position close to PhPh-COO-Ph-COO- is particularly preferable.

さらに、本発明において用いることができる好ましい液
晶物質の例を以下に示す。
Furthermore, examples of preferred liquid crystal substances that can be used in the present invention are shown below.

HH0 本発明において、スメクチックA相を示す液晶化合物は
、単独であるいは組合わせて用いることができる。
HH0 In the present invention, liquid crystal compounds exhibiting smectic A phase can be used alone or in combination.

液晶セルの間隙に充填されたこのようなスメクチックA
相を示す液晶物質は、たとえばスペーサエツジを利用し
た温度勾配法あるいは配向制御膜を用いた表面処理法等
の一輔配向制御方法を利用して配向させることができる
。特に本発明においては、液晶物質のスメクチックA相
の上限近くの温度に液晶セルを保持し、直流バイアス電
圧により電界を印加することにより、液晶物質の初期配
向を行なうことが好ましい。
Such smectic A filled in the gaps of liquid crystal cells
A liquid crystal material exhibiting a phase can be oriented using a simple alignment control method such as a temperature gradient method using a spacer edge or a surface treatment method using an alignment control film. Particularly in the present invention, it is preferable to maintain the liquid crystal cell at a temperature close to the upper limit of the smectic A phase of the liquid crystal material and to perform the initial orientation of the liquid crystal material by applying an electric field using a DC bias voltage.

このようにして液晶物質が充填され、初期配向された液
晶セルは、通常、二枚の偏光板の間に配置される。この
二枚の偏光板は、偏光方向が互いに直角または互いに平
行になるように配置されてる。
The liquid crystal cell filled with the liquid crystal material and initially oriented in this manner is usually placed between two polarizing plates. These two polarizing plates are arranged so that their polarization directions are perpendicular to each other or parallel to each other.

このような偏光板としては、例えばポリビニルアルコー
ル樹脂フィルム、ポリビニルブチラール樹脂フィルム等
の樹脂フィルムをヨウ素等の存在下で延伸することによ
りフィルム中にヨウ素を吸収させて偏光性を賦与した偏
光フィルムを用いることができる。このような偏光フィ
ルムは、他の樹脂などで表面を被覆して多層構造にする
こともできる。
As such a polarizing plate, for example, a polarizing film in which a resin film such as a polyvinyl alcohol resin film or a polyvinyl butyral resin film is stretched in the presence of iodine or the like to absorb iodine into the film and impart polarizing properties to the film is used. be able to. Such a polarizing film can also have a multilayer structure by coating the surface with other resins.

上記のような偏光板を二枚配置した光変調素子の例を第
7図に示す。第7図において、1は互いに偏光方向が直
交する偏光板であり、2は透明基板であり、3は透明電
極であり、4は素子の厚さを制御するスペーサであり、
そして5はスメクチックA相を有する液晶物質である。
FIG. 7 shows an example of a light modulation element in which two polarizing plates as described above are arranged. In FIG. 7, 1 is a polarizing plate whose polarization directions are orthogonal to each other, 2 is a transparent substrate, 3 is a transparent electrode, 4 is a spacer that controls the thickness of the element,
5 is a liquid crystal material having a smectic A phase.

また、第13図に示すように上記のような偏光板131
の一方を少なくとも可視領域の光を反射する反射層13
7にすることもできる。
In addition, as shown in FIG. 13, a polarizing plate 131 as described above
a reflective layer 13 that reflects at least visible light;
It can also be set to 7.

さらに、また第12図に示すように、二枚の偏光板12
1の間に上記の液晶素子128を、透過光のレダーデー
ジョンの値が0.13〜0.26μmの範囲内になるよ
うに二個配置することもできる。
Furthermore, as shown in FIG. 12, two polarizing plates 12
It is also possible to arrange two liquid crystal elements 128 between the two liquid crystal elements 128 so that the redardation value of transmitted light falls within the range of 0.13 to 0.26 μm.

一般の強誘電性液晶では、ホモジニアス配向を行なった
場合、スメクチックA相の温度範囲で電界を印加しても
、誘起されるチルト角θ−はほとんどゼロである。とこ
ろが上記のようなMHPOBC(4−(1−ietyl
heptyloxy carbonyl)phenyl
−4−octyloxy biphenyl−4−ca
rboxylate)等の化合物を充填した場合には、
上記θ′が士数度になり、このθ′の値は光変調素子に
用いる液晶物質として充分な範囲内にある。
In a general ferroelectric liquid crystal, when homogeneous alignment is performed, the induced tilt angle θ- is almost zero even if an electric field is applied in the temperature range of the smectic A phase. However, the above MHPOBC (4-(1-ietyl
heptyloxy carbonyl) phenyl
-4-octyloxy biphenyl-4-ca
When filled with compounds such as rboxylate),
The value of θ' is in degrees, and the value of θ' is within a sufficient range for a liquid crystal material used in a light modulation element.

従って、上記のような化合物を用いて、ホモジニアス配
向し、これを互いに直交した偏光板の間において、スメ
クチックA相の温度範囲で電界を印加することにより、
光の変調を行なうことができる。
Therefore, by using the above-mentioned compound, homogeneously aligning it, and applying an electric field between mutually orthogonal polarizing plates in the temperature range of the smectic A phase,
Light can be modulated.

このような光変調素子に電圧を印加することにより、透
過光量が変化する。たとえばMHPOBCを用いた光変
調素子の透過光量の変化の一例を第8図に示す。この例
では、電界が負になって分子長軸の方向が変化したとき
に配向方向と検光子の方向とが一致するように検光子が
配置されている。従って電界が負になったとき、透過光
強度は最小となる。このときの素子内の分子の配向方向
も付は加えて示した。第8図から光の変調が有効に行な
われていることがわかる。また、電界強度と透過光量の
関係から、階調性が簡単に得られることもわかる。
By applying a voltage to such a light modulation element, the amount of transmitted light changes. For example, FIG. 8 shows an example of a change in the amount of transmitted light of a light modulation element using MHPOBC. In this example, the analyzer is arranged so that when the electric field becomes negative and the direction of the long axis of the molecule changes, the orientation direction matches the direction of the analyzer. Therefore, when the electric field becomes negative, the transmitted light intensity is at its minimum. The orientation direction of molecules within the device at this time is also shown. It can be seen from FIG. 8 that the light modulation is effectively performed. It can also be seen that gradation can be easily obtained from the relationship between the electric field strength and the amount of transmitted light.

光変調素子を電界駆動する際に、各絵素を駆動するため
の素子として、例えば第11 (a)に示すように非線
形素子あるいは能動素子を用いることができる。ここで
非線形素子とは、印加電圧の変化と、それにより生ずる
電流変化が正比例しないような素子であり、能動素子と
はインピーダンス回路網の下で電圧あるいは電流発生さ
せるような素子である。
When driving the light modulation element with an electric field, a nonlinear element or an active element can be used as an element for driving each picture element, for example, as shown in No. 11(a). Here, a nonlinear element is an element in which a change in applied voltage is not directly proportional to a resulting change in current, and an active element is an element that generates a voltage or current under an impedance network.

より具体的には2端子素子の非線形素子としてはバリス
ター M I M (Metal In5ulator
 Metal)、ダイオードなどの抵抗の非線形性を利
用することができる。
More specifically, as a two-terminal nonlinear element, a varistor MIM (Metal In5ulator) is used.
It is possible to utilize the nonlinearity of a resistor such as a diode (Metal) or a diode.

また3端子素子の能動素子としてはTPT (薄膜トラ
ンジスタ(薄い二酸化珪素の層により半導体基板から絶
縁されているゲートを持つ電界効果トランジスタ))、
S i −M OS (Si−metal oxide
selconductor field−efrect
 transistor)S OS (Silicon
 on 5apphire )などを挙げることができ
る。
In addition, active elements of three-terminal devices include TPT (thin film transistor (field effect transistor whose gate is insulated from the semiconductor substrate by a thin layer of silicon dioxide)),
Si-MOS (Si-metal oxide)
selconductor field-effect
transistor)S OS (Silicon)
on 5apphire).

スメクチックA相では分子長軸方向がただ一方向に規制
されているので、配向制御はキシルスメクチックC相と
比較すると非常に簡単になる。
In the smectic A phase, the molecular long axis direction is restricted to only one direction, so orientation control is much easier than in the xyl smectic C phase.

そして、本発明の素子を用いることにより、スメクチッ
クA相の配向が短時間に実現できるので、現在ネマチッ
ク液晶材料を用いて液晶表示素子を製造しているのと同
様の方法で、スメクチックA相を示す液晶を用いた光変
調素子を製造することができる。
By using the device of the present invention, the orientation of the smectic A phase can be realized in a short time, so the smectic A phase can be produced by the same method as that currently used to manufacture liquid crystal display elements using nematic liquid crystal materials. It is possible to manufacture a light modulation element using the liquid crystal shown in FIG.

キシルスメクチックC相を示す液晶物質を2μm程度の
間隙に充填してキシルスメクチックC相を実現させると
、分子長軸方向が2種類安定に存在することになる。従
って、−軸配向規制を行なうと、2種類の安定状態の均
衡が崩れる。逆に2種類の安定状態の均衡を保持するた
めに配向規制を二軸方向に行なうと、良好な初期配向が
得られないとの問題点がある。これに対してスメクチッ
クA相で光変調を行なう場合は、−軸配向規制を行なえ
ば、良好な初期配向が得られる。さらに正負の電界印加
を行なっても、互いに均等な切り替えを行なうことがで
きる。
When a liquid crystal substance exhibiting a xylsmectic C phase is filled into a gap of about 2 μm to realize a xylsmectic C phase, two types of molecular long axis directions stably exist. Therefore, if -axis orientation is controlled, the balance between the two types of stable states will be disrupted. On the other hand, if the orientation is controlled in two axial directions in order to maintain a balance between two types of stable states, there is a problem that good initial orientation cannot be obtained. On the other hand, when optical modulation is performed using the smectic A phase, good initial alignment can be obtained by controlling the -axis alignment. Furthermore, even if positive and negative electric fields are applied, mutually equal switching can be performed.

スメクチックA相の温度範囲における光変換速度(光学
応答速度)は、最も速い場合、数μ秒程度であり、非常
に高速で応答させることができる。
The light conversion speed (optical response speed) of the smectic A phase in the temperature range is about several microseconds at its fastest, and it can respond very quickly.

なお、本発明の光変調素子で使用するスメクチックA相
を示す液晶物質としては、上記例示したスメクチックA
相を示す液晶化合物の他に、強誘電性を示さない液晶を
配合して用いることもできる。さらにスメクチックA相
を示す液晶組成物に色素を混合して用いることができる
。この場合、表示方法は色素の光吸収を利用した方法が
考えられる。すなわち、1枚の偏光板を用いたゲストホ
スト方式の表示法である。
Note that the liquid crystal material exhibiting the smectic A phase used in the light modulation element of the present invention includes the above-mentioned smectic A phase.
In addition to liquid crystal compounds that exhibit phases, liquid crystals that do not exhibit ferroelectricity may also be blended and used. Furthermore, a liquid crystal composition exhibiting a smectic A phase may be mixed with a dye. In this case, the display method may be one that utilizes light absorption of the dye. That is, this is a guest-host display method using one polarizing plate.

発明の効果 本発明の光変調素子は、■容易に初期配向を行なうこと
ができる、■極薄膜を必要としない、■配向状態が機械
衝撃に強い、■良好な階調性を有するなどの優れた特徴
を有している。
Effects of the Invention The light modulation element of the present invention has advantages such as: 1. Initial alignment can be performed easily; 2. Ultra-thin film is not required. 2. The alignment state is resistant to mechanical shock. It has the following characteristics.

実施例 以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこの実
施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be explained below using Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 下式で示す液晶化合物を厚さ3.6μmのスペーサを有
する液晶セルの間隙に充填し、この液晶セルの両外側に
互いに直交する二枚の偏光板を配置した。
Example 1 A liquid crystal compound represented by the following formula was filled into the gap of a liquid crystal cell having a 3.6 μm thick spacer, and two polarizing plates orthogonal to each other were placed on both sides of the liquid crystal cell.

この液晶化合物は、60℃以下でスメクチックA相を示
す。
This liquid crystal compound exhibits a smectic A phase at temperatures below 60°C.

上記液晶セルに上記の液晶物質を充填した後、液晶セル
を60℃に加熱して液晶化合物を液体状態にする。その
後、温度勾配法を用い、5℃/時間程度の冷却速度で徐
冷を行なうことにより、良好な初期配向が得られた。
After filling the liquid crystal cell with the liquid crystal substance, the liquid crystal cell is heated to 60° C. to bring the liquid crystal compound into a liquid state. Thereafter, by performing slow cooling at a cooling rate of about 5° C./hour using a temperature gradient method, good initial orientation was obtained.

スメクチックA相において電界を印加すると、誘起チル
ト(分子長軸の配向方向の変化)が観察できた。誘起チ
ルトθ゛の温度依存性を第9図に示す。45℃において
、+30vで明(ON)状態、−50vで暗(OFF)
状態が得られた。明状態と暗状態の明るさのコントラス
トは22倍以上であった。また45℃のときの光学応答
速度を測定したところ、20μ秒であった。
When an electric field was applied to the smectic A phase, induced tilt (change in the orientation direction of the long axis of the molecules) could be observed. FIG. 9 shows the temperature dependence of the induced tilt θ. At 45℃, +30v is bright (ON) state, -50v is dark (OFF)
state was obtained. The brightness contrast between the bright state and the dark state was 22 times or more. Further, when the optical response speed was measured at 45° C., it was 20 μsec.

このようにこの素子を用いると、良好な初期配向を持つ
、応答速度の速い光変調素子を提供することができる。
By using this element in this way, it is possible to provide a light modulation element with good initial orientation and a fast response speed.

実施例2 まず、ポリイミド(日立化成工業■製、PIQ−540
0)を、N−メチルピロリドンに溶解させてポリイミド
の含有率が1.2%の塗布液を調製した。
Example 2 First, polyimide (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., PIQ-540)
0) was dissolved in N-methylpyrrolidone to prepare a coating solution having a polyimide content of 1.2%.

上記のようにして調製した塗布液を、スピンコード法に
より、200 Orpmの回転速度で、ITO透明電極
か一方の面に設けられているガラス基板の透明電極上に
塗布した。
The coating liquid prepared as described above was applied by a spin code method at a rotational speed of 200 Orpm onto a transparent electrode of a glass substrate provided on one side of an ITO transparent electrode.

このようにしてポリイミドを含む塗布液を塗布した後、
このガラス基板を325℃で30分間加熱してポリイミ
ドを硬化させて、厚さ150〜200人のポリイミド膜
を形成した。
After applying the coating solution containing polyimide in this way,
This glass substrate was heated at 325° C. for 30 minutes to harden the polyimide to form a polyimide film with a thickness of 150 to 200 μm.

このようにして形成されたポリイミド膜の表面を、ナイ
ロン製の布で一方方向に擦ることにより、このポリイミ
ド膜に液晶物質に対する配向性を賦与した。
By rubbing the surface of the polyimide film thus formed in one direction with a nylon cloth, the polyimide film was given orientation with respect to the liquid crystal substance.

上記と同様にして二枚の基板を用意した。Two substrates were prepared in the same manner as above.

別に、接着剤主剤(EHC社製、LCB−304B)と
、硬化剤(EHC社製、LCB−310B)とを、13
8・30の重量比で混合してエポキシ樹脂系の接着剤を
調製した。
Separately, an adhesive main agent (manufactured by EHC, LCB-304B) and a curing agent (manufactured by EHC, LCB-310B) were added to
An epoxy resin adhesive was prepared by mixing at a weight ratio of 8:30.

次いで、上記のようにしてポリイミド膜が形成された基
板周縁部(ポリイミド膜よ)にシルク印刷法を利用して
上記のエポキシ樹脂系接着剤を塗布して、基板周縁部に
接着部を形成した。
Next, the above-mentioned epoxy resin adhesive was applied to the peripheral edge of the substrate on which the polyimide film was formed (on the polyimide film) using a silk printing method to form an adhesive part on the peripheral edge of the substrate. .

別に、細かく切断したファイバー(E HC社製GP−
20)を、フレオン中に1重量%になるように分散させ
てスペーサー分散液を調製した。なお、このファイバー
は、直径をd1長さをgとすると、g/dの値が約10
になる形状を有している。
Separately, finely cut fibers (GP-
20) was dispersed in Freon to a concentration of 1% by weight to prepare a spacer dispersion. Note that this fiber has a g/d value of approximately 10, where d is the diameter and g is the length.
It has a shape of

上記のようにして調製したスペーサー分散液を一枚の基
板の接着部が形成された面に噴霧し、次いで、ポリイミ
ド膜が対面するように二枚の基板を配置し、50℃で1
5分間、60℃で15分間、70℃で15分間、80℃
で15分間、125℃で30分間、そして170℃で6
0分間加熱して接着して液晶セルを作成した。このよう
にして得られた液晶セルは、約2μmの間隙を有してい
た。
The spacer dispersion prepared as described above was sprayed onto the surface of one substrate on which the adhesive part was formed, and then the two substrates were placed so that the polyimide films faced each other, and heated at 50°C for 1 hour.
5 minutes, 15 minutes at 60℃, 15 minutes at 70℃, 80℃
for 15 minutes at 125℃, 30 minutes at 170℃, and 6 minutes at 170℃.
A liquid crystal cell was created by heating and adhering for 0 minutes. The liquid crystal cell thus obtained had a gap of approximately 2 μm.

上記のようにして作製した液晶セルの基板外側に、互い
に偏光方向が直交するように二枚の偏光板を配置した。
Two polarizing plates were placed on the outside of the substrate of the liquid crystal cell produced as described above so that the polarization directions were perpendicular to each other.

次いで、上記のようにして作製した液晶セルの間隙に、
次式で示す液晶化合物を充填した。
Next, in the gap of the liquid crystal cell prepared as described above,
A liquid crystal compound represented by the following formula was filled.

この化合物は、60℃以下でスメクチックA相を示す。This compound exhibits a smectic A phase at temperatures below 60°C.

上記のようにして液晶化合物を充填した後、この液晶セ
ルを60℃に加熱して液晶化合物を液体状態にした。次
いで、温度勾配法を採用して、1℃/分間程度の冷却速
度で徐冷を行なうことにより、液晶物質を良好に初期配
向させることができた。
After filling the liquid crystal compound as described above, the liquid crystal cell was heated to 60° C. to turn the liquid crystal compound into a liquid state. Next, by employing a temperature gradient method and performing slow cooling at a cooling rate of about 1° C./minute, the liquid crystal material could be successfully initially aligned.

このようにして得られた光変調素子に、液晶化合物がス
メクチックA相を示す状態で、電界を印加することによ
り、誘起チルト(分子長軸の配向方向の変化)が観察さ
れた。
By applying an electric field to the thus obtained light modulation element in a state where the liquid crystal compound exhibits the smectic A phase, induced tilt (change in the orientation direction of the long axis of the molecules) was observed.

すなわち、45℃において+30Vの電圧を印加するこ
とにより、明(ON)状態、−50Vの電圧を印化する
ことにより、暗(OFF)状態になった。
That is, by applying a voltage of +30 V at 45° C., a bright (ON) state was obtained, and by applying a voltage of −50 V, a dark (OFF) state was obtained.

得られた光変調素子の明状態と暗状態との明るさのコン
トラストは、24てあった。また45℃における光学応
答速度を測定したところ、25μ秒であった。このよう
に3≦N/d≦100の特性を有するファイバーを含有
する本発明の光変調素子は、液晶物質の初期配向状態が
良好であり、しかも応答速度が速い。
The brightness contrast between the bright state and the dark state of the obtained light modulation element was 24. Furthermore, the optical response speed at 45° C. was measured to be 25 μsec. As described above, the light modulation element of the present invention containing the fiber having the characteristic of 3≦N/d≦100 has a good initial alignment state of the liquid crystal material and a fast response speed.

実施例3 実施例2において、二枚の偏光板の代わりに、第13図
に示すように、アルミニウム製反射板と偏光板とを液晶
セルの外側に配置した以外は同様にして光変調素子を作
製した。
Example 3 A light modulation element was produced in the same manner as in Example 2, except that instead of the two polarizing plates, an aluminum reflector and a polarizing plate were placed outside the liquid crystal cell, as shown in FIG. Created.

すなわち、液晶セルに充填した液晶化合物は、実施例2
で用いた化合物である。
That is, the liquid crystal compound filled in the liquid crystal cell was as described in Example 2.
This is the compound used in

CI+ 3 そして、実施例2と同様に上記のようにして液晶化合物
を充填した後、この液晶セルを60℃に加熱して液晶化
合物を液体状態にした。次いで温度勾配法を採用して、
1℃/分間程度の冷却速度で徐冷を行なうことにより、
液晶物質を良好に初期配向させることができた。
CI+ 3 After filling the liquid crystal compound as described above in the same manner as in Example 2, this liquid crystal cell was heated to 60° C. to turn the liquid crystal compound into a liquid state. Then, employing the temperature gradient method,
By performing slow cooling at a cooling rate of about 1°C/minute,
Good initial alignment of the liquid crystal material was achieved.

このようにして得られた光変調素子に、液晶化合物がス
メクチックA相を示す状態で、電界を印加することによ
り、誘起チルト(分子長軸の配向方向の変化)が観察さ
れた。
By applying an electric field to the thus obtained light modulation element in a state where the liquid crystal compound exhibits the smectic A phase, induced tilt (change in the orientation direction of the long axis of the molecules) was observed.

すなわち、45℃において+30Vの電圧を印加するこ
とにより、明(ON)状態、−50Vの電圧を印加する
ことにより、暗(OFF)状態ニなった。
That is, by applying a voltage of +30 V at 45° C., a bright (ON) state was obtained, and by applying a voltage of −50 V, a dark (OFF) state was obtained.

得られた光変調素子の明状態と暗状態との明るさのコン
トラストは、24であった。また45℃における光学応
答速度を測定したところ、41μ秒であった。
The brightness contrast between the bright state and the dark state of the obtained light modulation element was 24. Further, when the optical response speed at 45° C. was measured, it was 41 μsec.

このように−枚の偏光板と、少なくとも可視領域の光を
反射する層を有する光変調素子は、良好なスイッチング
コントラストを示し、しがち応答速度も速い。
A light modulation element having two polarizing plates and a layer that reflects at least light in the visible region exhibits good switching contrast and tends to have a fast response speed.

実施例4 実施例2において、温度勾配法を利用して液M。Example 4 In Example 2, liquid M was prepared using the temperature gradient method.

物質を初期配向させる際に、液晶セルに30Vの直流を
印加しながら1℃/分間程度の冷却速度で徐冷して初期
配向を行なった以外は同様にして光変調素子を作製した
A light modulation element was produced in the same manner except that the initial orientation of the substance was performed by slow cooling at a cooling rate of about 1° C./minute while applying a direct current of 30 V to the liquid crystal cell.

すなわち、液晶セルに充填した液晶化合物は、実施例2
で用いた化合物である。
That is, the liquid crystal compound filled in the liquid crystal cell was as described in Example 2.
This is the compound used in

CI(3 そして、実施例2と同様に上記のようにして液晶化合物
を充填した後、この液晶セルを60℃に加熱して液晶化
合物を液体状態にした。次いて上記のような温度勾配法
を採用して液晶化合物を良好に初期配向させることがで
き、この初期配向性は、10であった。なお、この初期
配向性は、液晶素子を顕微鏡回転ステージ上で回転させ
て、最も暗い時の透過光強度(L m1n)に対する最
も明るい時の透過光強度(Lmax)の比である。
CI (3) Then, as in Example 2, after filling the liquid crystal compound as described above, this liquid crystal cell was heated to 60°C to make the liquid crystal compound into a liquid state.Then, the temperature gradient method as described above was carried out. This initial orientation was 10.The initial orientation was determined by rotating the liquid crystal element on a rotating stage of the microscope and determining the initial orientation of the liquid crystal compound at its darkest point. It is the ratio of the transmitted light intensity (Lmax) at the brightest time to the transmitted light intensity (L m1n) of .

このようにして得られた光変調素子に、液晶化合物がス
メクチックA相を示す状態で、電界を印加することによ
り、誘起チルト(分子長軸の配向方向の変化)が観察さ
れた。
By applying an electric field to the thus obtained light modulation element in a state where the liquid crystal compound exhibits the smectic A phase, induced tilt (change in the orientation direction of the long axis of the molecules) was observed.

すなわち、45℃において+30Vの電圧を印加するこ
とにより、明(ON)状態、−50Vの電圧を印化する
ことにより、暗(OF F)状態になった。
That is, by applying a voltage of +30 V at 45° C., a bright (ON) state was obtained, and by applying a voltage of −50 V, a dark (OFF) state was obtained.

実施例5 実施例2において、エポキシ樹脂系の接着剤を調製する
際に、接着剤主剤、硬化剤および間隙(セルギャップ)
制御のためにビーズ(EHC■製、GP−20)を13
8:39:3の重量比で混合して接着剤兼スペーサーを
調製し、この接着剤兼スペーサーを基板周縁部(ポリイ
ミド膜上)にシルク印刷法を利用して、第10図に示す
ように接着部が8箇所の切欠a  −a8を有するよう
に塗布した以外は同様にして液晶セルを製造し、このう
ちの3箇所の切欠部分から液晶化合物を間隙内に同時に
充填した以外は同様にして光変調素子を作製した。この
ようにして作製した液晶素子は、2μmの間隙を有して
いる。
Example 5 In Example 2, when preparing an epoxy resin adhesive, the main adhesive, curing agent, and cell gap were
13 beads (manufactured by EHC, GP-20) were added for control.
An adhesive/spacer was prepared by mixing at a weight ratio of 8:39:3, and this adhesive/spacer was applied to the peripheral edge of the substrate (on the polyimide film) using a silk printing method, as shown in Figure 10. A liquid crystal cell was manufactured in the same manner, except that the adhesive part was coated so that it had eight notches a-a8, and the liquid crystal compound was simultaneously filled into the gap from three of these notches. A light modulation element was fabricated. The liquid crystal element manufactured in this manner has a gap of 2 μm.

上記のようにして作製した液晶セルに充填した液晶化合
物は、実施例2で用いた化合物である。
The liquid crystal compound filled in the liquid crystal cell produced as described above was the compound used in Example 2.

そして、実施例2と同様に上記のようにして液晶化合物
を切欠から同時に充填した後、この液晶セルを60℃に
加熱して液晶化合物を液体状態にした。次いで温度勾配
法を採用して、1℃/分間程度の冷却速度で徐冷を行な
うことにより、液晶物質を良好に初期配向させることが
できた(コントラスト:16)。
Then, as in Example 2, the liquid crystal compound was simultaneously filled from the notch as described above, and then the liquid crystal cell was heated to 60° C. to turn the liquid crystal compound into a liquid state. Next, by employing a temperature gradient method and performing slow cooling at a cooling rate of about 1° C./min, the liquid crystal material was able to be properly initially aligned (contrast: 16).

このようにして得られた光変調素子に、液晶化合物がス
メクチックA相を示す状態で、電界を印加することによ
り、誘起チルト(分子長軸の配向方向の変化)が観察さ
れた。
By applying an electric field to the thus obtained light modulation element in a state where the liquid crystal compound exhibits the smectic A phase, induced tilt (change in the orientation direction of the long axis of the molecules) was observed.

すなわち、45℃において+30Vの電圧を印加するこ
とにより、明(ON)状態、−50Vの電圧を印化する
ことにより、暗(OFF)状■になった。
That is, by applying a voltage of +30 V at 45° C., a bright (ON) state was obtained, and by applying a voltage of −50 V, a dark (OFF) state was obtained.

得られた光変調素子の明状態と暗状態との明るさのコン
トラストは、18であった。また45℃における光学応
答速度を測定したところ、33μ秒であった。
The brightness contrast between the bright state and the dark state of the obtained light modulation element was 18. Further, when the optical response speed at 45° C. was measured, it was 33 μsec.

このように複数の切欠を有するスペーサーが形成された
液晶セルを用いることにより、光変調素子の初期配向性
が良好になり、さらにこの光変調素子の応答速度も速い
By using a liquid crystal cell in which a spacer having a plurality of notches is formed in this manner, the initial alignment of the light modulation element is improved, and the response speed of this light modulation element is also fast.

実施例6 ガラス基板の上に第11図に示すように作製した能動素
子を配置した液晶セルに、下記の液晶化合物を注入した
Example 6 The following liquid crystal compound was injected into a liquid crystal cell in which an active element prepared as shown in FIG. 11 was arranged on a glass substrate.

C1■3 注入後、液晶セルを60℃に加熱して液晶化合物を液体
状態にした。その後、温度勾配法を用いて1℃/分程度
の冷却速度で徐冷を行なうことにより、良好な初期配向
(コントラスト8)が得られた。
After C1■3 was injected, the liquid crystal cell was heated to 60°C to turn the liquid crystal compound into a liquid state. Thereafter, by performing slow cooling at a cooling rate of about 1° C./min using a temperature gradient method, a good initial orientation (contrast 8) was obtained.

スメクチックA相において電界を印加すると、誘起チル
ト(分子長軸の配向方向の変化)が観察できた。45℃
において+30Vで明(ON)状、聾、−50Vで暗(
OFF)状態が得られた。隣り合う画素のそれぞれ選択
画素・非選択画素とするとそのコントラストは7であっ
た。
When an electric field was applied to the smectic A phase, induced tilt (change in the orientation direction of the long axis of the molecules) could be observed. 45℃
At +30V, it is bright (ON) and deaf, and at -50V it is dark (
OFF) state was obtained. The contrast of adjacent pixels was 7, assuming that they were selected pixels and non-selected pixels, respectively.

実施例7 液晶セルは、以下の方法で作製した。一方のITO透明
電極膜付きのガラス基板上に実施例2と同様にポリイミ
ド塗布と配向処理を行なった。
Example 7 A liquid crystal cell was produced by the following method. On one of the glass substrates with an ITO transparent electrode film, polyimide coating and alignment treatment were performed in the same manner as in Example 2.

他方のITO透明電極膜付きのガラス基板上には酸化珪
素の斜方蒸着を行なった。
On the other glass substrate with the ITO transparent electrode film, silicon oxide was obliquely deposited.

このようにして作製した配向性付与済みガラス基板を二
枚重ね合わせて評価用セルを作製した。
An evaluation cell was prepared by stacking two of the glass substrates thus prepared with orientation imparted on top of each other.

まずポリイミド膜を塗布したガラス基板の上に、二枚の
基板の接着とセルギャップを制御するためにエポキシ系
接着剤をシルク印刷により塗布した。
First, an epoxy adhesive was applied by silk printing onto a glass substrate coated with a polyimide film in order to control the adhesion between the two substrates and the cell gap.

エポキシ系接着剤は接着剤主剤(EHC■製、LCB−
304B)  硬化剤(EHC@J製、LCB−310
B)とセルギャップ制御のためのビーズ(EHC■製、
GP−20)を138二30:3の重量比で混合して用
いた。二枚のガラス基板のうち一枚には、エポキシ系接
着剤を塗布し、互いに透明電極が向かい合うように貼合
わせた。これを以下の硬化条件にしたがって硬化させた
。すなわち50℃15分、60℃15分、70℃15分
、80℃15分、125℃30分、170℃60分で行
なった。
The epoxy adhesive is the main adhesive (manufactured by EHC■, LCB-
304B) Curing agent (manufactured by EHC@J, LCB-310
B) and beads for cell gap control (manufactured by EHC■,
GP-20) was mixed in a weight ratio of 138:30:3. One of the two glass substrates was coated with an epoxy adhesive and bonded together so that the transparent electrodes faced each other. This was cured according to the following curing conditions. That is, it was carried out at 50°C for 15 minutes, 60°C for 15 minutes, 70°C for 15 minutes, 80°C for 15 minutes, 125°C for 30 minutes, and 170°C for 60 minutes.

このように作製したセルギヤ・ツブ約2μmのセルの両
性側に互いに直交する二枚の偏光板を配置した。
Two polarizing plates orthogonal to each other were placed on both sides of the cell with a cell gear tube diameter of approximately 2 μm.

l( 上記液晶セルに上記の液晶化合物を注入した。l( The above liquid crystal compound was injected into the above liquid crystal cell.

注入後、液晶セルを60℃に加熱して液晶化合物を液体
状態にした。その後、温度勾配法を用いて1℃/分程度
の冷却速度で徐冷を行なうことにより、良好な初期配向
(コントラスドア)が得られた。
After injection, the liquid crystal cell was heated to 60° C. to turn the liquid crystal compound into a liquid state. Thereafter, by performing slow cooling at a cooling rate of about 1° C./min using a temperature gradient method, a good initial orientation (contrast door) was obtained.

スメクチックA相において電界を印加すると、誘起チル
ト(分子長軸の配向方向の変化)が観察できた。45℃
において+30Vで明(ON)状態、−50Vで暗(O
FF)状態が得られた。明状態と暗状態の明るさのコン
トラストは8であった。また45℃の時の光学応答時間
を測定したところ、63μ秒であった。
When an electric field was applied to the smectic A phase, induced tilt (change in the orientation direction of the long axis of the molecules) could be observed. 45℃
, bright (ON) state at +30V, dark (O
FF) state was obtained. The brightness contrast between the bright state and the dark state was 8. Further, when the optical response time was measured at 45° C., it was 63 μsec.

このように液晶配向性を付与した無機薄膜を形成した透
明基板を含むことを特徴とする光変調素子は良好な初期
配向性を示し、応答速度も速い。
A light modulation element characterized by including a transparent substrate formed with an inorganic thin film imparted with liquid crystal orientation exhibits good initial orientation and has a fast response speed.

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

第1図は、強誘電性液晶の各分子長軸が、スメクチック
層の垂直方向Zに対してチルト角たけ傾き、その傾き方
向が層ごとに一定角度ずつ回転し、ヘリカル構造をとる
ことを説明する図である。 第2図は、従来の薄膜素子における2種類の配向方向が
可能な状態を示す説明図である。 第3図(a) 、(b)は、従来の薄膜素子における光
スイッチングを説明する図である。 第4図は、従来のいわゆるホストゲスト型の光スイツチ
ング素子を説明する図である。 第5図および第6図は、本発明の変調方法を説明する概
略説明図である。 第7図は、本発明の光変調素子の例を示す概略断面図で
ある。 第8図は、印加電圧の変化に対する透過光量の変化の例
を示すグラフである。 第9図は、MHPOBCの誘起チルト角の温度依存性の
一例を示すグラフである。 第10図は、実施例5で使用した8箇所の切欠を有する
接着剤部兼スペーサーか形成された基板である。 a  −a    ・・・切欠 第11図は、能動素子を有する光変調素子の例を示す概
念図である。 第12図は、二個の液晶セルを有する光変調素子を模式
的に示す断面図である。 121・・・偏光板、122・・・透明基板、123・
・・液晶物質、124・・・スペーサ、125・・・透
明電極128・・・液晶セル、129・・・光変調素子
第13図は、反射層を有する光変調素子を模式的に示す
断面図である。 131・・・偏光板、132・・・透明基板、133・
・・液晶物質、134・・・スペーサ、135・・・透
明電極、137・・・反射層 第14図は、ファイバを用いた液晶素子を概念的に示す
断面図である。 142・・・透明基板、143・・・液晶物質、145
・・・透明電極、147・・・ファイバ第15 (a)
図は、シール材を用いた液晶素子を概念的に示す平面図
であり、(b)図は、そのAA断面図である。 152・・・透明基板、153・・・液晶物質、154
・・・スペーサ、155・・・透明電極、157・・・
シール材 第16図は、強誘電体層を有する光変調素子を概念的に
示す断面図である。 162・・・透明基板、163・・・液晶物質、165
・・・透明電極、166・・・強誘電体層節17 (a
)図は、同心円状のスペーサを有する液晶素子を概念的
に示す平面図であり、(b)図は、そのA−A断面図で
ある。 172・・・透明基板、173・・・液晶物質、175
・・透明電極、146・・・同心円状のスペーサ第18
 (a)図は、クシ型形状のスペーサを有する液晶素子
を概念的に示す平面図であり−(b)図は、そのA−A
断面図である。
Figure 1 explains that the long axis of each molecule of ferroelectric liquid crystal is tilted by a tilt angle with respect to the vertical direction Z of the smectic layer, and that the direction of the tilt rotates by a fixed angle for each layer, forming a helical structure. This is a diagram. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which two types of orientation directions are possible in a conventional thin film element. FIGS. 3(a) and 3(b) are diagrams illustrating optical switching in a conventional thin film element. FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional so-called host-guest type optical switching element. FIGS. 5 and 6 are schematic diagrams illustrating the modulation method of the present invention. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the light modulation element of the present invention. FIG. 8 is a graph showing an example of a change in the amount of transmitted light with respect to a change in applied voltage. FIG. 9 is a graph showing an example of the temperature dependence of the induced tilt angle of MHPOBC. FIG. 10 shows a substrate on which adhesive parts and spacers having eight notches used in Example 5 were formed. a-a...Notch FIG. 11 is a conceptual diagram showing an example of a light modulation element having an active element. FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a light modulation element having two liquid crystal cells. 121... Polarizing plate, 122... Transparent substrate, 123...
. . . Liquid crystal substance, 124 . . . Spacer, 125 . . . Transparent electrode 128 . . . Liquid crystal cell, 129 . It is. 131... Polarizing plate, 132... Transparent substrate, 133...
...Liquid crystal substance, 134...Spacer, 135...Transparent electrode, 137...Reflection layer FIG. 14 is a sectional view conceptually showing a liquid crystal element using a fiber. 142... Transparent substrate, 143... Liquid crystal substance, 145
...Transparent electrode, 147...Fiber No. 15 (a)
The figure is a plan view conceptually showing a liquid crystal element using a sealing material, and the figure (b) is an AA cross-sectional view thereof. 152...Transparent substrate, 153...Liquid crystal substance, 154
...Spacer, 155...Transparent electrode, 157...
Sealing material FIG. 16 is a sectional view conceptually showing a light modulation element having a ferroelectric layer. 162...Transparent substrate, 163...Liquid crystal substance, 165
...Transparent electrode, 166...Ferroelectric layer node 17 (a
) is a plan view conceptually showing a liquid crystal element having concentric spacers, and (b) is a cross-sectional view taken along line A-A. 172...Transparent substrate, 173...Liquid crystal substance, 175
...Transparent electrode, 146...Concentric spacer No. 18
(a) is a plan view conceptually showing a liquid crystal element having a comb-shaped spacer, and (b) is a plan view of the liquid crystal element having a comb-shaped spacer.
FIG.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基板
を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形成
されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填さ
れたスメクチックA相を示す液晶物質とからなる液晶素
子を有することを特徴とする光変調素子。
(1) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed between the substrates, and the gap is filled with the liquid crystal cell. 1. A light modulation element comprising a liquid crystal element comprising a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase.
(2)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基板
を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形成
されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填さ
れたスメクチックA相を示す液晶物質とからなる液晶素
子と、該透明基板の少なくとも一方の外側に配置された
偏光板とからなることを特徴とする光変調素子。
(2) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates, and the gap is filled. 1. A light modulation element comprising: a liquid crystal element comprising a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase; and a polarizing plate disposed on the outside of at least one of the transparent substrates.
(3)偏光方向が互いに直角または互いに平行になるよ
うに配置された偏光板の間に二個の液晶素子が配置され
てなり、該液晶素子は、一方の面に透明電極が設けられ
た二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ該基板
により間隙が形成されるように配置すると共に周縁部が
シールされてなる液晶セルの該間隙にスメクチックA相
を示す液晶物質が充填されてなり、かつ前記二個の液晶
素子を透過した光のレターデーションの値が0.13〜
0.26μmの範囲内にあることを特徴とする光変調素
子。
(3) Two liquid crystal elements are arranged between polarizing plates arranged so that the polarization directions are perpendicular or parallel to each other, and the liquid crystal element consists of two sheets with a transparent electrode provided on one surface. A liquid crystal cell is formed by arranging transparent substrates such that the transparent electrodes face each other and forming a gap between the substrates and sealing the periphery, and the gap is filled with a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase. , and the retardation value of the light transmitted through the two liquid crystal elements is from 0.13 to
A light modulation element characterized in that it is within a range of 0.26 μm.
(4)少なくとも可視領域の光を反射する層と、液晶素
子と、偏光板とからなり、該液晶素子は、該少なくとも
可視領域の光を反射する層と偏光板との間に配置されて
おり、そして該液晶素子は、一方の面に透明電極が設け
られた二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ該
基板により間隙が形成されるように配置してなる液晶セ
ルと、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液晶
物質とからなることを特徴とする光変調素子。
(4) It consists of a layer that reflects at least visible light, a liquid crystal element, and a polarizing plate, and the liquid crystal element is disposed between the layer that reflects at least visible light and the polarizing plate. , and the liquid crystal element includes a liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed between the substrates; and a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase filled in the gap.
(5)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基板
を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形成
されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填さ
れたスメクチックA相を示す液晶物質とからなる液晶素
子を有し、そして該二枚の透明基板により形成された間
隙が、該透明基板の壁面効果によって、液晶物質を配向
させることができる幅に調整されていると共に、該液晶
物質中に次式で表わされる特性のファイバーが含有され
ていることを特徴とする光変調素子: 3≦l/d≦100 (ただし、上記式において、dはファイバーの直径を表
わし、Dはファイバーの平均の長さを表わす)。
(5) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one side are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates, and the gap is filled with the liquid crystal cell. and a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase, and the gap formed by the two transparent substrates has a width that allows the liquid crystal material to be aligned by the wall effect of the transparent substrates. A light modulation element characterized in that the liquid crystal material contains a fiber having characteristics expressed by the following formula: 3≦l/d≦100 (wherein d is the fiber in the above formula) , and D represents the average length of the fiber).
(6)一方の面上に透明電極および配向制御層がこの順
序で積層された二枚の透明基板を、該配向制御層が対面
し、かつ該基板により間隙が形成されるように配置して
なる液晶セルと、該間隙に充填されたスメクチックA相
を示す液晶物質とを有すると共に、該基板周辺がシール
されてなる液晶素子を有し、しかも該配向制御層が、該
シール部材の硬化温度以上のβ分散温度を有する有機高
分子膜により形成されていることを特徴とする光変調素
子。
(6) Two transparent substrates each having a transparent electrode and an alignment control layer laminated in this order on one surface are arranged so that the alignment control layers face each other and a gap is formed between the substrates. and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and a liquid crystal element sealed around the substrate; A light modulation element characterized in that it is formed of an organic polymer film having a β dispersion temperature of or above.
(7)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基板
を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形成
されるようにスペーサを介して配置されてなる液晶セル
と、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液晶物
質とからなる液晶素子を有し、該スペーサと液晶物質と
の界面効果によりモノドメインが形成され、かつ該スペ
ーサが感光性ポリイミド前駆体をパターニングして得ら
れたポリイミド系有機高分子物質により形成されている
ことを特徴とする光変調素子。
(7) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged with a spacer in between so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates; It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, a monodomain is formed by an interfacial effect between the spacer and the liquid crystal substance, and the spacer patterns a photosensitive polyimide precursor. 1. A light modulation element characterized in that it is formed of a polyimide-based organic polymer material obtained by.
(8)偏光軸が互いに直角または互いに平行になるよう
に配置された偏光板の間に、液晶素子が配置されてなり
、該液晶素子は、一方の面に透明電極が設けられた二枚
の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により
間隙が形成されるように配置すると共に周縁部がシール
された液晶セルと、該間隙に充填されたスメクチックA
相を示す液晶物質とからなり、しかも該透明電極上に前
記液晶物質と接触するように強誘電体層が設けられてい
ることを特徴とする光変調素子。
(8) A liquid crystal element is arranged between polarizing plates arranged so that their polarization axes are perpendicular or parallel to each other, and the liquid crystal element consists of two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface. A liquid crystal cell is arranged such that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrate, and the periphery of the liquid crystal cell is sealed, and the smectic A is filled in the gap.
1. A light modulation element comprising a liquid crystal material exhibiting a phase, and further comprising a ferroelectric layer provided on the transparent electrode so as to be in contact with the liquid crystal material.
(9)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基板
を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形成
されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填さ
れたスメクチックA相を示す液晶物質からなる液晶素子
を有し、そして該液晶セルには、間隙を保持すると共に
液晶を配向させる少なくとも1つの同心円形状のスペー
サ兼配向制御層が配置されていることを特徴とする光変
調素子。
(9) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed between the substrates, and the gap is filled with the liquid crystal cell. a liquid crystal element made of a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase, and at least one concentric spacer/alignment control layer that maintains a gap and orients the liquid crystal is disposed in the liquid crystal cell. A light modulation element characterized by:
(10)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基
板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形
成されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填
されたスメクチックA相を示す液晶物質とからなる液晶
素子を有し、そして該液晶セルには、間隙を保持すると
共に液晶を配向させるクシ型形状のスペーサ兼配向制御
層が配置されていることを特徴とする光変調素子。
(10) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates, and the gap is filled with the liquid crystal cell. The liquid crystal cell has a liquid crystal element made of a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase, and a comb-shaped spacer/alignment control layer that maintains a gap and orients the liquid crystal is disposed in the liquid crystal cell. Characteristic light modulation element.
(11)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基
板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形
成されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填
されたスメクチックA相を示す液晶物質とからなる液晶
素子を有し、しかも該液晶セルを構成する少なくとも一
方の透明基板が可撓性透明基板よりなることを特徴とす
る光変調素子。
(11) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates, and the gap is filled. 1. A light modulation element comprising a liquid crystal element comprising a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase, and at least one transparent substrate constituting the liquid crystal cell comprising a flexible transparent substrate.
(12)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基
板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形
成されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填
されたスメクチックA相を示す液晶物質からなる液晶素
子を有し、しかも該液晶セルを構成する少なくとも一方
の透明基板が可撓性透明基板よりなり、そして該可撓性
透明基板の厚さを(mm)、弾性率E(Kgf/m^2
)および間隙の幅a(mm)が次式で示される関係を有
することを特徴とする光変調素子。 a^4/Et^3<0.32
(12) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates, and the gap is filled with the liquid crystal cell. It has a liquid crystal element made of a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase, and at least one transparent substrate constituting the liquid crystal cell is made of a flexible transparent substrate, and the thickness of the flexible transparent substrate is ( mm), elastic modulus E (Kgf/m^2
) and the width a (mm) of the gap have a relationship represented by the following formula. a^4/Et^3<0.32
(13)配向処理が施された透明電極を一方の面に有す
る二枚の透明基板を、該透明電極が対面し、かつ該基板
により間隙が形成されるように配置してなる液晶セルと
、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液晶物質
とからなる液晶素子を有し、該液晶物質は、該液晶セル
を、該液晶物質がスメクチックA相を示す上限近くの温
度に保持し、かつ該液晶セルに直流バイアス電圧を印加
することにより、初期配向されていることを特徴とする
光変調素子。
(13) A liquid crystal cell formed by disposing two transparent substrates having transparent electrodes on one side that have been subjected to alignment treatment so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates; and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, the liquid crystal substance maintaining the liquid crystal cell at a temperature near the upper limit at which the liquid crystal substance exhibits the smectic A phase, and A light modulation element characterized in that the liquid crystal cell is initially aligned by applying a DC bias voltage to the liquid crystal cell.
(14)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基
板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により幅1〜3
μmの間隙が形成されるように配置してなる液晶セルと
、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液晶物質
とからなる液晶素子を有し、該間隙は、スメクチックA
相を示す液晶物質を間隙に同時に充填するための複数の
切欠きを有するスペーサによって形成されていることを
特徴とする光変調素子。
(14) Two transparent substrates each having a transparent electrode on one side, the transparent electrodes facing each other, and the substrates having a width of 1 to 3
It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell arranged so as to form a gap of μm, and a liquid crystal substance showing a smectic A phase filled in the gap, and the gap is
A light modulation element characterized in that it is formed by a spacer having a plurality of notches for simultaneously filling a gap with a liquid crystal material exhibiting a phase.
(15)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基
板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により幅1〜3
μmの間隙が形成されるように配置してなる液晶セルと
、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液晶物質
とからなる液晶素子を有し、しかも該液晶セルを構成す
る透明基板のうちの少なくとも一方の透明基板上に非線
形素子が配置されていることを特徴とする光変調素子。
(15) Two transparent substrates each having a transparent electrode on one side, the transparent electrodes facing each other, and the substrates having a width of 1 to 3
It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell arranged so as to form a gap of μm, and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and among the transparent substrates constituting the liquid crystal cell. A light modulation element characterized in that a nonlinear element is disposed on at least one transparent substrate.
(16)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基
板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により幅1〜3
μmの間隙が形成されるように配置してなる液晶セルと
、該間隙に充填されたスメクチックA相を示す液晶物質
とからなる液晶素子を有し、しかも該液晶セルを構成す
る透明基板のうちの少なくとも一方の透明基板上に能動
素子が配置されていることを特徴とする光変調素子。
(16) Two transparent substrates each having a transparent electrode on one side, the transparent electrodes facing each other, and the width of the substrate being 1 to 3
It has a liquid crystal element consisting of a liquid crystal cell arranged so as to form a gap of μm, and a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase filled in the gap, and among the transparent substrates constituting the liquid crystal cell. A light modulation element characterized in that an active element is disposed on at least one transparent substrate.
(17)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基
板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形
成されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填
されたスメクチックA相を示す液晶物質とからなる液晶
素子を有し、しかも該透明電極のうち少なくとも一方の
表面に液晶物質を配向させうる有機薄膜が形成されてい
ることを特徴とする光変調素子。
(17) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one surface are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed by the substrates, and the gap is filled. A light modulation element comprising a liquid crystal element comprising a liquid crystal material exhibiting a smectic A phase, and further comprising an organic thin film capable of orienting the liquid crystal material on at least one surface of the transparent electrode. .
(18)一方の面に透明電極が設けられた二枚の透明基
板を、該透明電極が対面し、かつ該基板により間隙が形
成されるように配置してなる液晶セルと、該間隙に充填
されたスメクチックA相を示す液晶物質とからなる液晶
素子を有し、しかも該透明電極のうち少なくとも一方の
表面に液晶物質を配向させうる無機薄膜が形成されてい
ることを特徴とする光変調素子。
(18) A liquid crystal cell in which two transparent substrates each having a transparent electrode on one side are arranged so that the transparent electrodes face each other and a gap is formed between the substrates, and the gap is filled with the liquid crystal cell. A light modulation element comprising a liquid crystal element comprising a liquid crystal substance exhibiting a smectic A phase, and further comprising an inorganic thin film capable of orienting the liquid crystal substance on at least one surface of the transparent electrode. .
JP1058962A 1988-03-10 1989-03-10 Light modulation element Expired - Lifetime JP2693558B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1058962A JP2693558B2 (en) 1988-03-10 1989-03-10 Light modulation element

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63-56694 1988-03-10
JP5669488 1988-03-10
JP1058962A JP2693558B2 (en) 1988-03-10 1989-03-10 Light modulation element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02918A true JPH02918A (en) 1990-01-05
JP2693558B2 JP2693558B2 (en) 1997-12-24

Family

ID=26397673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1058962A Expired - Lifetime JP2693558B2 (en) 1988-03-10 1989-03-10 Light modulation element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2693558B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03168617A (en) * 1989-11-28 1991-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for driving display device
JPH0457016A (en) * 1990-06-27 1992-02-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ferroelectric liquid crystal display

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63103213A (en) * 1986-10-07 1988-05-07 エフエルシー・イノヴェイション・アクチボラグ Submicro sec electro-optic modulator for chiral liquid crystal
JPS643632A (en) * 1987-06-26 1989-01-09 Mitsui Petrochemical Ind Method and element for optical modulation
JPH01213390A (en) * 1988-02-22 1989-08-28 Chisso Corp Ferroelectric liquid crystal composition and liquid crystal display element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63103213A (en) * 1986-10-07 1988-05-07 エフエルシー・イノヴェイション・アクチボラグ Submicro sec electro-optic modulator for chiral liquid crystal
JPS643632A (en) * 1987-06-26 1989-01-09 Mitsui Petrochemical Ind Method and element for optical modulation
JPH01213390A (en) * 1988-02-22 1989-08-28 Chisso Corp Ferroelectric liquid crystal composition and liquid crystal display element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03168617A (en) * 1989-11-28 1991-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for driving display device
JPH0457016A (en) * 1990-06-27 1992-02-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ferroelectric liquid crystal display

Also Published As

Publication number Publication date
JP2693558B2 (en) 1997-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100216160B1 (en) Lcd element
JP3142739B2 (en) Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JPH01302226A (en) Ferroelectric liquid crystal element
KR940008531B1 (en) Light modulation element
US20020084442A1 (en) Liquid crystal mixture and liquid crystal cell for LCDs and use of a dye with a dipole for a liquid crystal mixture
JPH01177016A (en) Ferroelectric liquid crystal shutter
EP0645662B1 (en) A liquid crystal display device
JPH02918A (en) Optical modulating element
JP2942442B2 (en) Liquid crystal display
JP3102972B2 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
US5973762A (en) Ferroelectric liquid crystal cell with a monochevron structure of smectic layers
JPS6256938A (en) Ferroelectric liquid crystal electrooptic device
JP3102973B2 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
JPH11160691A (en) Liquid crystal display element
JP4220729B2 (en) Liquid crystal light modulator and liquid crystal display device using the same
JP3068736B2 (en) Liquid crystal display
JP2869450B2 (en) Liquid crystal display device
JP2692673B2 (en) Optical shutter device
JPH0754382B2 (en) Method for manufacturing liquid crystal electro-optical device
JPH05297374A (en) Liquid crystal display element and its display method
JPH0267393A (en) Liquid crystal element
JPH0210323A (en) Ferroelectric liquid crystal display element
JPH03192324A (en) Polymer dispersion type liquid crystal display device
JPH0261616A (en) Liquid crystal display element
JPH11125843A (en) Liquid crystal element and liquid crystal display device