JPH0540265A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JPH0540265A
JPH0540265A JP21938591A JP21938591A JPH0540265A JP H0540265 A JPH0540265 A JP H0540265A JP 21938591 A JP21938591 A JP 21938591A JP 21938591 A JP21938591 A JP 21938591A JP H0540265 A JPH0540265 A JP H0540265A
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polyamide
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英昭 高尾
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誠 小嶋
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Abstract

PURPOSE:To obtain the liquid crystal element which has a high contrast in a bright state and a dark state, is extremely high in display contrast at the time of multiplexing driving in particular, provides a display of a high grade and does not generate after-images unsightly to the eyes. CONSTITUTION:This liquid crystal element is constituted by crimping a chiral smectic liquid crystal 15 between a pair of parallel substrates 11a and 11b formed with transparent electrodes 12a, 12b and having the oriented films 14a, 14b consisting of polyamide or polyamide on at least one of the substrates. The oriented films 14a, 14b mentioned above consist of the polyamide or polyimide which has <=35(dyne/cm) surface energy in a coated state and is increased in refractive index anisotropy (DELTAn) by a rubbing treatment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子や液晶−
光シャッター等で用いる液晶素子、特に強誘電性液晶素
子に関し、更に詳しくは液晶分子の配向状態を改善する
ことにより、表示特性を改善した液晶素子に関するもの
である。
The present invention relates to a liquid crystal display device and a liquid crystal display.
The present invention relates to a liquid crystal element used in an optical shutter or the like, particularly a ferroelectric liquid crystal element, and more specifically to a liquid crystal element having improved display characteristics by improving the alignment state of liquid crystal molecules.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用
して偏光素子との組み合わせにより透過光線を制御する
型の表示素子がクラーク(Clark)及びラガーウォ
ル(Lagerwall)により提案されている(特開
昭56−107216号公報、米国特許第436792
4号明細書等)。
2. Description of the Related Art A display device of a type in which transmitted light rays are controlled by using a refractive index anisotropy of ferroelectric liquid crystal molecules in combination with a polarizing device has been proposed by Clark and Lagerwall. (Unexamined-Japanese-Patent No. 56-107216, U.S. Patent No. 436792)
No. 4, etc.).

【0003】この強誘電性液晶は、一般に特定の温度域
において、非らせん構造のカイラルスメクチックC相
(SmC* )又はH相(SmH* )を有し、この状態に
おいて、加えられる電界に応答して第1の光学的安定状
態と第2の光学的安定状態のいずれかを取り、且つ電界
の印加のないときはその状態を維持する性質、すなわち
双安定性を有し、また電界の変化に対する応答も速やか
であり、高速ならびに記憶型の表示素子としての広い利
用が期待され、特にその機能から大画面で高精細なディ
スプレーとしての応用が期待されている。
This ferroelectric liquid crystal generally has a non-helical chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmH * ) in a specific temperature range, and in this state, it responds to an applied electric field. Has either a first optical stable state or a second optical stable state, and has the property of maintaining that state when no electric field is applied, that is, bistability, and is resistant to changes in the electric field. It has a quick response and is expected to be widely used as a high-speed and memory type display element, and in particular, due to its function, it is expected to be applied as a display with a large screen and high definition.

【0004】この双安定性を有する液晶を用いた光学変
調素子が所定の駆動特性を発揮するためには、一対の平
行基板間に配置される液晶が、電界の印加状態とは無関
係に、上記2つの安定状態の間での変換が効果的に起る
ような分子配列状態にあることが必要である。
In order for the optical modulation element using the liquid crystal having the bistability to exhibit a predetermined driving characteristic, the liquid crystal arranged between the pair of parallel substrates is irrespective of the electric field application state. It is necessary that the molecular arrangement is such that the conversion between the two stable states occurs effectively.

【0005】また、液晶の複屈折を利用した液晶素子の
場合、直交ニコル下での透過率は、
Further, in the case of a liquid crystal element utilizing the birefringence of liquid crystal, the transmittance under orthogonal Nicols is

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】(式中、I0 :入射光強度、I:透過光強
度、θ:チルト角、Δn:屈折率異方性、d:液晶層の
膜厚、λ:入射光の波長である。)で表わされる。前述
の非らせん構造におけるチルト角θは第1と第2の配向
状態でのねじれ配列した液晶分子の平均分子軸方向の角
度として現われることになる。上式によれば、かかるチ
ルト角θが22.5°の角度の時最大の透過率となり、
双安定性を実現する非らせん構造でのチルト角θが2
2.5°にできる限り近いことが必要である。
(Wherein I 0 is the incident light intensity, I is the transmitted light intensity, θ is the tilt angle, Δn is the refractive index anisotropy, d is the thickness of the liquid crystal layer, and λ is the wavelength of the incident light. ). The tilt angle θ in the above-mentioned non-helical structure appears as an angle in the average molecular axis direction of the liquid crystal molecules in the first and second alignment states which are twisted and aligned. According to the above equation, the maximum transmittance is obtained when the tilt angle θ is 22.5 °,
The tilt angle θ of the non-helical structure that achieves bistability is 2
It should be as close as possible to 2.5 °.

【0008】ところで、強誘電性液晶の配向方法として
は、大きな面積に亙って、スメクチック液晶を形成する
複数の分子で組織された液晶分子層を、その法線に沿っ
て一軸に配向させることができ、しかも製造プロセス工
程も簡便なラビング処理により実現できるものが望まし
い。
By the way, as a method for orienting a ferroelectric liquid crystal, a liquid crystal molecular layer composed of a plurality of molecules forming a smectic liquid crystal is uniaxially oriented along its normal line over a large area. It is desirable that the manufacturing process can be realized by a simple rubbing treatment.

【0009】強誘電性液晶、特に非らせん構造のカイラ
ルスメクチック液晶のための配向方法としては、例え
ば、米国特許第4,561,726号明細書等が知られ
ている。
For example, US Pat. No. 4,561,726 is known as an alignment method for a ferroelectric liquid crystal, especially a chiral smectic liquid crystal having a non-helical structure.

【0010】しかしながら、これまで用いられてきた配
向方法、特にラビング処理されたポリイミドまたはポリ
アミド膜による配向方法を、前述のクラークとラガウォ
ールによって発表された双安定性を示す非らせん構造の
強誘電性液晶に対して適用した場合には、下記の如き問
題点を有していた。
However, the alignment method that has been used so far, particularly the alignment method using a rubbing-treated polyimide or polyamide film, is applied to the ferroelectric liquid crystal of the non-helical structure exhibiting the bistability disclosed by Clark and Ragawall. When applied to, the following problems were encountered.

【0011】すなわち、本発明者らの実験によれば、従
来のラビング処理したポリイミドまたはポリアミド膜に
よって配向させて得られた非らせん構造の強誘電性液晶
でのチルト角θ(後述の図3に示す角度)がらせん構造
をもつ強誘電性液晶でのチルト角H(後述の図2に示す
角度)と較べて小さくなっていることが判明した。特
に、従来のラビング処理したポリイミドまたはポリアミ
ド膜によって配向させて得た非らせん構造の強誘電性液
晶でのチルト角θは、一般に3°〜8°程度で、その時
の透過率はせいぜい3〜5%程度であった。
That is, according to the experiments by the present inventors, a tilt angle θ in a non-helical ferroelectric liquid crystal obtained by aligning with a conventional rubbing-treated polyimide or polyamide film (see FIG. 3, which will be described later). It was found that the angle (shown) is smaller than the tilt angle H (angle shown in FIG. 2 described later) in the ferroelectric liquid crystal having a spiral structure. In particular, the tilt angle θ of a ferroelectric liquid crystal having a non-helical structure obtained by aligning with a conventional rubbing-treated polyimide or polyamide film is generally about 3 ° to 8 °, and the transmittance at that time is at most 3-5. It was about%.

【0012】この様に、クラークとラガウォールによれ
ば双安定性を実現する非らせん構造の強誘電性液晶での
チルト角がらせん構造をもつ強誘電性液晶でのチルト角
と同一の角度をもつはずであるが、実際には非らせん構
造でのチルト角θの方が、らせん構造でのチルト角Hよ
り小さくなっている。しかも、この非らせん構造でのチ
ルト角θがらせん構造でのチルト角Hより小さくなる原
因が非らせん構造での液晶分子のねじれ配列に起因して
いることが判明した。つまり、非らせん構造をもつ強誘
電性液晶では、液晶分子が基板の法線に対して上基板に
隣接する液晶分子の軸より下基板に隣接する液晶分子の
軸(ねじれ配列の方向)へ連続的にねじれ角δでねじれ
て配列しており、このことが非らせん構造でのチルト角
θがらせん構造でのチルト角Hより小さくなる原因とな
っている。
As described above, according to Clark and Ragawall, the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal having a non-helical structure which realizes the bistability has the same angle as the tilt angle of the ferroelectric liquid crystal having the spiral structure. As expected, the tilt angle θ in the non-helical structure is actually smaller than the tilt angle H in the spiral structure. Moreover, it has been found that the reason why the tilt angle θ in the non-helical structure is smaller than the tilt angle H in the helical structure is due to the twist alignment of the liquid crystal molecules in the non-helical structure. That is, in a ferroelectric liquid crystal having a non-helical structure, the liquid crystal molecules are continuous with respect to the normal line of the substrate in the axis of the liquid crystal molecules adjacent to the lower substrate (direction of twist alignment) than the axis of the liquid crystal molecules adjacent to the upper substrate. Are arranged with a twist angle δ, which causes the tilt angle θ in the non-helical structure to be smaller than the tilt angle H in the spiral structure.

【0013】また、従来のラビング処理したポリイミド
またはポリアミド配向膜によって生じたカイラルスメク
チック液晶の配向状態は、電極と液晶層の間に絶縁体層
としてのポリイミドまたはポリアミド配向膜の存在によ
って、第1の光学的安定状態(例えば、白の表示状態)
から第2の光学的安定状態(例えば、黒の表示状態)に
スイッチングするための一方極性電圧を印加した場合、
この一方極性電圧の印加解除後、強誘電性液晶層には他
方極性の逆電界Vrev が生じ、この逆電界Vre v がディ
スプレイの際の残像を引き起していた。上述の逆電界発
生現象は、例えば吉田明雄著、昭和62年10月「液晶
討論会予稿集」142〜143頁の「SSFLCのスイ
ッチング特性」で明らかにされている。
In addition, the alignment state of the chiral smectic liquid crystal produced by the conventional rubbing-treated polyimide or polyamide alignment film is affected by the presence of the polyimide or polyamide alignment film as an insulating layer between the electrode and the liquid crystal layer. Optically stable state (for example, white display state)
From one to a second optically stable state (for example, a black display state), a unipolar voltage is applied,
After applying release of one polarity voltage, a reverse electric field V rev of the other polarity to the ferroelectric liquid crystal layer is generated, the reverse electric field V re v had caused an after-image during display. The above-mentioned reverse electric field generation phenomenon has been clarified, for example, by Akio Yoshida, "Switching Characteristics of SSFLC" on pages 142-143 of "Liquid Crystal Conference Proceedings", October 1987.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前述の従来技術の問題点を解決した強誘電性液晶素
子を提供するものであり、特にカイラルスメクチック液
晶の非らせん構造での大きなチルト角θを生じ、高コン
トラストな画像がディスプレイされ、且つ残像を生じな
いディスプレイを達成できる強誘電性液晶素子を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a ferroelectric liquid crystal device which solves the above-mentioned problems of the prior art, and particularly to a large chiral smectic liquid crystal non-helical structure. It is an object of the present invention to provide a ferroelectric liquid crystal element that can achieve a display in which a tilt angle θ is generated, a high-contrast image is displayed, and an afterimage does not occur.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、透明電
極の形成された一対の平行基板間にカイラルスメクチッ
ク液晶を挟持し、少なくとも一方の基板にポリイミドま
たはポリアミド配向膜を有する液晶素子において、前記
配向膜はコーティング状態で表面エネルギーが35(d
yne/cm)以下で、かつラビング処理により屈折率
異方性(Δn)が増大するものよりなることを特徴とす
る液晶素子である。
That is, the present invention is a liquid crystal device having a chiral smectic liquid crystal sandwiched between a pair of parallel substrates on which transparent electrodes are formed, and a liquid crystal element having a polyimide or polyamide alignment film on at least one substrate, The alignment layer has a surface energy of 35 (d
and a refractive index anisotropy (Δn) increases by rubbing treatment.

【0016】以下、本発明を詳細に説明する。図1は本
発明の強誘電性液晶素子の一例を示す模式図である。
The present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a ferroelectric liquid crystal device of the present invention.

【0017】同図1において、11aと11bは各々I
23 やITO(インジウム チン オキサイド;I
ndium Tin Oxide)等の透明電極12a
と12bで被覆された基板(ガラス基板)であり、その
上に200Å〜1500Å厚の絶縁膜13aと13b
(例えば、SiO2 膜、TiO2 膜、Ta25 膜な
ど)と前記ポリイミドまたはポリアミドで形成した50
Å〜1000Å厚の配向膜14aと14bとが各々積層
されている。
In FIG. 1, 11a and 11b are respectively I
n 2 O 3 and ITO (indium tin oxide; I
transparent electrode 12a such as ndium tin oxide)
And a substrate (glass substrate) covered with 12b, on which insulating films 13a and 13b having a thickness of 200Å to 1500Å are formed.
50 (for example, SiO 2 film, TiO 2 film, Ta 2 O 5 film, etc.) and the polyimide or polyamide
Alignment films 14a and 14b each having a thickness of Å to 1000Å are laminated.

【0018】この際、平行かつ同一向き(図1でいえば
A方向)になるようラビング処理(矢印方向)した配向
膜14aと14bが配置されている。基板11aと11
bとの間には、強誘電性カイラルスメクチック液晶15
が配置され、基板11aと11bとの間隔の距離は、強
誘電性カイラルスメクチック液晶15のらせん配列構造
の形成を抑制するのに十分に小さい距離(例えば、0.
1μm〜3μm)に設定され、強誘電性カイラルスメク
チック液晶15は双安定性配向状態を生じている。上述
の十分に小さい、強誘電性カイラルスメクチック液晶1
5が配置されている液晶間距離は、配向膜14aと14
bとの間に配置されたビーズスペーサー16(例えば、
シリカビーズ、アルミナビーズ等)によって保持され
る。また、17a, 17bは偏光板を示す。
At this time, the alignment films 14a and 14b, which have been rubbed (in the arrow direction) so as to be parallel and in the same direction (direction A in FIG. 1), are arranged. Substrates 11a and 11
b between the ferroelectric chiral smectic liquid crystal 15 and
Are arranged, and the distance between the substrates 11a and 11b is sufficiently small to suppress the formation of the helical alignment structure of the ferroelectric chiral smectic liquid crystal 15 (for example, 0.
1 μm to 3 μm), and the ferroelectric chiral smectic liquid crystal 15 has a bistable alignment state. The sufficiently small ferroelectric chiral smectic liquid crystal 1 described above
The distance between the liquid crystals in which 5 is arranged is determined by the alignment films 14a and 14a.
bead spacer 16 (for example,
Silica beads, alumina beads, etc.). Further, 17a and 17b represent polarizing plates.

【0019】本発明において、配向膜に用いるポリイミ
ドまたはポリアミドは、コーティング膜状態で35(d
yne/cm)以下、好ましくは32(dyne/c
m)以下の低い表面エネルギーを有し、かつラビング処
理を行なうことによって、配向膜の複屈折性、すなわち
屈折率異方性(Δn)がある程度増大するものが、チル
ト角の大きな表示特性の良い強誘電性液晶素子を得るた
めに好適であることを見出した。なお、屈折率異方性の
増大の程度に関しては、同じ表面エネルギーのレベルで
あれば、増大変化の小さいもの程、より良好な表示特性
を得るために好適である。
In the present invention, the polyimide or polyamide used for the alignment film is 35 (d
yne / cm) or less, preferably 32 (dyne / c)
m), which has a low surface energy and whose birefringence of the alignment film, that is, refractive index anisotropy (Δn) is increased to some extent by rubbing treatment, has good display characteristics with a large tilt angle. It has been found that it is suitable for obtaining a ferroelectric liquid crystal device. Regarding the degree of increase in the refractive index anisotropy, the smaller the change in increase is, the better the display characteristics can be obtained at the same surface energy level.

【0020】なお、表面エネルギーは接触角計を用いた
液滴法により測定した値を示す。また、配向膜の屈折率
異方性の評価には、光弾性変調素子を用いた高感度自動
複屈折測定装置を用いた。
The surface energy is a value measured by a droplet method using a contact angle meter. A high-sensitivity automatic birefringence measuring apparatus using a photoelastic modulator was used for evaluating the refractive index anisotropy of the alignment film.

【0021】本発明における配向膜は、上記の条件を満
足するものであればよく、特に構造を限定されるもので
はないが、例えば、以下の様なものが挙げられる。
The alignment film in the present invention is not particularly limited in structure as long as it satisfies the above conditions, and examples thereof include the followings.

【0022】ポリイミドを構成するテトラカルボン酸成
分としては、例えばピロメリット酸二無水物,ビフェニ
ルテトラカルボン酸二無水物,ナフタレンテトラカルボ
ン酸二無水物,シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
等が挙げられる。
Examples of the tetracarboxylic acid component constituting the polyimide include pyromellitic dianhydride, biphenyltetracarboxylic dianhydride, naphthalenetetracarboxylic dianhydride, cyclobutanetetracarboxylic dianhydride and the like.

【0023】また、ポリアミドを構成するジカルボン酸
成分としては、例えばテレフタル酸,4,4′−ビフェ
ニルジカルボン酸,2,6−ナフタレンジカルボン酸等
が挙げられる。
Examples of the dicarboxylic acid component constituting the polyamide include terephthalic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and the like.

【0024】さらに、ポリイミドまたはポリアミドを構
成するジアミン成分としては、例えば下記の一般式
(I)で示されるビス[4−(アミノフェノキシ)フェ
ニル]化合物が使用できる。
Further, as the diamine component constituting the polyimide or polyamide, for example, a bis [4- (aminophenoxy) phenyl] compound represented by the following general formula (I) can be used.

【0025】[0025]

【化1】 [Chemical 1]

【0026】(式中、R1 ,R2 は CF3(CF2)m(CH2)L
等のフルオロアルキル鎖(ただし、L≧0,m≧0)を
表わし、R1 とR2 は同一でも異なっていてもよい。)
本発明で用いるポリイミドまたはポリアミド膜を基板上
に設ける際には、ポリイミドの前駆体であるポリアミド
酸またはポリアミド自体をジメチルフォルムアミド、ジ
メチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシド、N−メ
チル−2−ピロリドンなどの溶剤に溶解して0.01〜
40重量%溶液として、該溶液をスピンナー塗布法、ス
プレイ塗布法、ロール塗布法などにより基板上に塗布し
た後、100〜350℃、好ましくは200〜300℃
の温度で加熱して、ポリイミドの場合には脱水閉環させ
てポリイミド膜を形成し、ポリアミドの場合には溶剤を
蒸発させてポリアミド膜を形成することができる。この
ポリイミドまたはポリアミド膜は、しかる後に布などで
ラビング処理される。又、本発明で用いるポリイミドま
たはポリアミド膜は30Å〜1μ程度、好ましくは20
0Å〜2000Åの膜厚に設定される。この際には、図
1に示す絶縁膜13aと13bの使用を省略することが
できる。又、本発明では、絶縁膜13aと13bの上に
ポリイミドまたはポリアミド膜を設ける際には、このポ
リイミドまたはポリアミド膜の膜厚は500Å以下、好
ましくは300Å以下に設定することができる。
(In the formula, R 1 and R 2 are CF 3 (CF 2 ) m (CH 2 ) L-
Represents a fluoroalkyl chain (where L ≧ 0, m ≧ 0), and R 1 and R 2 may be the same or different. )
When the polyimide or polyamide film used in the present invention is provided on the substrate, the polyamic acid or polyamide itself, which is a precursor of the polyimide, may be used as dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, or the like. Dissolved in a solvent 0.01 ~
As a 40 wt% solution, the solution is applied on a substrate by a spinner coating method, a spray coating method, a roll coating method, or the like, and then 100 to 350 ° C., preferably 200 to 300 ° C.
In the case of polyimide, dehydration ring closure is performed to form a polyimide film, and in the case of polyamide, the solvent is evaporated to form a polyamide film. This polyimide or polyamide film is then rubbed with a cloth or the like. The polyimide or polyamide film used in the present invention is about 30Å to 1 μm, preferably 20
The film thickness is set to 0Å to 2000Å. At this time, the use of the insulating films 13a and 13b shown in FIG. 1 can be omitted. Further, in the present invention, when the polyimide or polyamide film is provided on the insulating films 13a and 13b, the thickness of the polyimide or polyamide film can be set to 500 Å or less, preferably 300 Å or less.

【0027】本発明において用いられる液晶物質として
は、降温過程で、等方相,コレステリック相,スメクチ
ックA相を通してカイラルスメクチックC相を生じる液
晶が好ましい。特に、コレステリック相の時のピッチが
0.8μm以上のものが好ましい(但し、コレステリッ
ク相でのピッチは、コレステリック相の温度範囲におけ
る中央点で測定したもの)。その具体的な液晶物質とし
ては、例えば下記の化2で示される液晶物質「LC−
1」 、「80B」及び「80SI* 」を下記の比率で含
有させた液晶組成物が好ましく用いられる。
The liquid crystal substance used in the present invention is preferably a liquid crystal which produces a chiral smectic C phase through an isotropic phase, a cholesteric phase and a smectic A phase in the temperature lowering process. In particular, it is preferable that the pitch in the cholesteric phase is 0.8 μm or more (however, the pitch in the cholesteric phase is measured at the center point in the temperature range of the cholesteric phase). As a concrete liquid crystal substance thereof, for example, a liquid crystal substance “LC-
1 "," 80B "and" 80SI * "are preferably used in the liquid crystal composition.

【0028】[0028]

【化2】 [Chemical 2]

【0029】液 晶 (1) (LC−1)90/(80B)10 (2) (LC−1)80/(80B)20 (3) (LC−1)70/(80B)30 (4) (LC−1)60/(80B)40 (5) 80SI* (上記の配合比率は、それぞれ重量比を表わしてい
る。)
Liquid crystal (1) (LC-1) 90 / (80B) 10 (2) (LC-1) 80 / (80B) 20 (3) (LC-1) 70 / (80B) 30 (4) (LC-1) 60 / (80B) 40 (5) 80SI * (The above compounding ratios represent weight ratios.)

【0030】図2は、強誘電性液晶の動作説明のため
に、セルの例を模式的に描いたものである。21aと2
1bは、In23 、SnO2 あるいはITO等の薄膜
からなる透明電極で被覆された基板(ガラス板)であ
り、その間に液晶分子層22がガラス基板面に垂直にな
るよう配向したSmC* (カイラルスメクチックC)相
又はSmH* (カイラルスメクチックH)相の液晶が封
入されている。太線で示した線23は液晶分子を表わし
ており、この液晶分子23はその分子に直交した方向に
双極子モーメント(P⊥)24を有している。この時の
三角錐の頂角をなす角度がかかるらせん構造のカイラル
スメクチック相でのチルト角Hを表わしている。基板2
1aと21b上の電極間に一定の閾値以上の電圧を印加
すると、液晶分子23のらせん構造がほどけ、双極子モ
ーメント(P⊥)24がすべて電界方向に向くよう、液
晶分子23は配向方向を変えることができる。液晶分子
23は、細長い形状を有しており、その長軸方向と短軸
方向で屈折率異方性を示し、従って例えばガラス基板面
の上下に互いにクロスニコルの偏光子を置けば、電圧印
加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子とな
ることは、容易に理解される。
FIG. 2 is a schematic drawing of an example of a cell for explaining the operation of the ferroelectric liquid crystal. 21a and 2
1b is a substrate (glass plate) covered with a transparent electrode composed of a thin film of In 2 O 3 , SnO 2 or ITO, and SmC * in which the liquid crystal molecular layer 22 is oriented perpendicular to the glass substrate surface . Liquid crystal of (chiral smectic C) phase or SmH * (chiral smectic H) phase is enclosed. A thick line 23 represents a liquid crystal molecule, and the liquid crystal molecule 23 has a dipole moment (P⊥) 24 in a direction orthogonal to the molecule. At this time, the tilt angle H in the chiral smectic phase of the helical structure that the angle forming the apex angle of the triangular pyramid is applied is shown. Board 2
When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on 1a and 21b, the helical structure of the liquid crystal molecules 23 is unraveled, and the dipole moment (P⊥) 24 is oriented in the electric field direction. Can be changed. The liquid crystal molecules 23 have an elongated shape, and exhibit refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction thereof. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass substrate surface, a voltage application It is easy to understand that the liquid crystal optical modulator has optical characteristics that change depending on the polarity.

【0031】本発明の液晶素子で用いる双安定性配向状
態の表面安定型強誘電性液晶セルは、その厚さを充分に
薄く(例えば、0.1〜3μm)することができる。こ
のように液晶層が薄くなるにしたがい、図3に示すよう
に、電界を印加していない状態でも液晶分子のらせん構
造がほどけ、非らせん構造となり、その双極子モーメン
トPaまたはPbは上向き(34a)又は下向き(34
b)のどちらかの状態をとる。
The surface-stabilized ferroelectric liquid crystal cell in the bistable alignment state used in the liquid crystal device of the present invention can be made sufficiently thin (for example, 0.1 to 3 μm). As the liquid crystal layer becomes thinner in this way, as shown in FIG. 3, the helical structure of the liquid crystal molecules is unwound and becomes a non-helical structure even when no electric field is applied, and the dipole moment Pa or Pb of the liquid crystal molecule is directed upward (34a). ) Or downward (34
Take one of the states of b).

【0032】このようなセルに、図3に示す如く一定の
閾値以上の極性の異なる電界Ea又はEbを電圧印加手
段31aと31bにより付与すると、双極子モーメント
は、電界Ea又はEbの電界ベクトルに対応して上向き
34a又は下向き34bと向きを変え、それに応じて液
晶分子は、第1の安定状態33aあるいは第2の安定状
態33bの何れか一方に配向する。この時の第1と第2
の安定状態のなす角度の1/2がチルト角θに相当す
る。
When an electric field Ea or Eb having a polarity different from a certain threshold value is applied to such a cell by the voltage applying means 31a and 31b as shown in FIG. 3, the dipole moment becomes the electric field vector of the electric field Ea or Eb. Correspondingly, the direction is changed to the upward direction 34a or the downward direction 34b, and the liquid crystal molecules are aligned to either the first stable state 33a or the second stable state 33b accordingly. First and second at this time
1/2 of the angle formed by the stable state of 1 corresponds to the tilt angle θ.

【0033】この強誘電性液晶セルによって得られる効
果は、その第1に応答速度が極めて速いことであり、第
2に液晶分子の配向が双安定性を有することである。第
2の点を、例えば図3によって更に説明すると、電界E
aを印加すると液晶分子は第1の安定状態33aに配向
するが、この状態は電界を切っても安定である。又、逆
向きの電界Ebを印加すると、液晶分子は第2の安定状
態33bに配向してその分子の向きを変えるが、やはり
電界を切ってもこの状態に留まっている。また、与える
電界Eaが一定の閾値を越えない限り、それぞれの配向
状態にやはり維持されている。
The effects obtained by this ferroelectric liquid crystal cell are, firstly, that the response speed is extremely fast, and secondly that the orientation of the liquid crystal molecules is bistable. The second point will be further explained with reference to FIG. 3, for example.
When a is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 33a, but this state is stable even when the electric field is cut off. When a reverse electric field Eb is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the second stable state 33b and change their orientation, but they remain in this state even when the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field Ea does not exceed a certain threshold value, the respective alignment states are still maintained.

【0034】次に、図4は本発明の液晶素子におけるポ
リイミドまたはポリアミド配向膜を用いた配向方法によ
り配向した液晶分子の配向状態を模式的に示す断面図、
図5はそのC−ダイレクタを示す図である。
Next, FIG. 4 is a sectional view schematically showing an alignment state of liquid crystal molecules aligned by an alignment method using a polyimide or polyamide alignment film in the liquid crystal element of the present invention,
FIG. 5 is a diagram showing the C-director.

【0035】図4に示す51a及び51bは、それぞれ
上基板及び下基板を表わしている。50は液晶分子52
で組織された液晶分子層で、液晶分子52が円錐53の
底面54(円形)に沿った位置を変化させて配列してい
る。
Reference numerals 51a and 51b shown in FIG. 4 represent an upper substrate and a lower substrate, respectively. 50 is a liquid crystal molecule 52
In the liquid crystal molecule layer organized by, the liquid crystal molecules 52 are arranged at different positions along the bottom surface 54 (circle) of the cone 53.

【0036】図5は、C−ダイレクタを示す図である。
同図5のU1 は一方の安定配向状態でのC−ダイレクタ
81で、U2 は他方の安定配向状態でのC−ダイレクタ
81である。C−ダイレクタ81は、図4に示す液晶分
子層50の法線に対して垂直な仮想面への分子長軸の写
影である。
FIG. 5 is a diagram showing a C-director.
In FIG. 5, U 1 is the C-director 81 in one stable orientation state, and U 2 is the C-director 81 in the other stable orientation state. The C-director 81 is a projection of the molecular long axis on a virtual plane perpendicular to the normal line of the liquid crystal molecular layer 50 shown in FIG.

【0037】一方、従来のラビング処理したポリイミド
またはポリアミド膜によって生じた配向状態は、図6の
C−ダイレクタ図によって示される。図6に示す配向状
態は、上基板51aから下基板51bに向けて分子軸の
ねじれが大きいため、チルト角θは小さくなっている。
On the other hand, the alignment state produced by the conventional rubbing-treated polyimide or polyamide film is shown by the C-director diagram of FIG. In the orientation state shown in FIG. 6, the tilt angle θ is small because the twist of the molecular axis is large from the upper substrate 51a to the lower substrate 51b.

【0038】次に、図7(a)は、C−ダイレクタ81
が図5の状態(ユニフォーム配向状態という)でのチル
ト角θを示す説明図、および図7(b)はC−ダイレク
タ81が図6の状態(スプレイ配向状態という)でのチ
ルト角θを示す説明図である。図中、60は前述した本
発明の特定のポリイミドまたはポリアミド膜に施したラ
ビング処理軸を示し、61aは配向状態U1 での平均分
子軸、61bは配向状態U2 での平均分子軸、62aは
配向状態S1 での平均分子軸、62bは配向状態S2
の平均分子軸を示す。平均分子軸61aと61bとは、
互いに閾値電圧を超えた逆極性電圧の印加によって変換
することができる。同様のことは平均分子軸62aと6
2bとの間でも生じる。
Next, FIG. 7A shows a C-director 81.
Is an explanatory view showing the tilt angle θ in the state of FIG. 5 (referred to as a uniform orientation state), and FIG. 7B shows the tilt angle θ when the C-director 81 is in the state of FIG. 6 (referred to as a splay orientation state). FIG. In the figure, 60 represents a rubbing treatment axis applied to the above-described specific polyimide or polyamide film of the present invention, 61a is an average molecular axis in an alignment state U 1 , 61b is an average molecular axis in an alignment state U 2 , 62a Is the average molecular axis in the oriented state S 1 , and 62b is the average molecular axis in the oriented state S 2 . The average molecular axes 61a and 61b are
It is possible to perform conversion by applying voltages of opposite polarities which exceed each other's threshold voltage. The same applies to the average molecular axes 62a and 6
It also occurs with 2b.

【0039】次に、逆電界Vrev による光学応答の遅れ
(残像)に対するユニフォーム配向状態の有用性につい
て説明する。
Next, the usefulness of the uniform orientation state with respect to the delay (afterimage) of the optical response due to the reverse electric field V rev will be described.

【0040】液晶セルの絶縁層(配向膜)の容量Ci
液晶層の容量をCLC及び液晶の自発分極をPsとする
と、残像の原因となるVrev は、下式で表わされる。
The capacitance C i of the insulating layer (alignment film) of the liquid crystal cell,
When the capacitance of the liquid crystal layer is C LC and the spontaneous polarization of the liquid crystal is Ps, V rev that causes an afterimage is represented by the following equation.

【0041】[0041]

【数2】 [Equation 2]

【0042】図8は、液晶セル内の電荷の分布、自発分
極Psの方向及び逆電界Vrev の方向を模式的に示した断
面図である。図8(a)はパルス電界印加前のメモリー
状態下における+及び−電荷の分布状態を示し、この時
の自発分極Psの向きは+電荷から−電荷の方向である。
図8(b)は、パルス電界解除直後の自発分極Psの向き
が図8(a)の時の向きに対して逆向き(従って、液晶
分子は一方の安定配向状態から他方の安定配向状態に反
転を生じている)であるが、+及び−電荷の分布状態
は、図8(a)の時と同様であるため、液晶内に逆電界
rev が矢印B方向に生じている。この逆電界Vrev
しばらくした後、図8(c)に示すように消滅し、+及
び−電荷の分布状態が変化する。
FIG. 8 is a sectional view schematically showing the distribution of charges in the liquid crystal cell, the direction of spontaneous polarization Ps, and the direction of the reverse electric field V rev . FIG. 8A shows the distribution state of + and-charges under the memory state before the application of the pulse electric field, and the direction of the spontaneous polarization Ps at this time is from the + charge to the-charge.
FIG. 8B shows that the direction of the spontaneous polarization Ps immediately after the release of the pulse electric field is opposite to that in the case of FIG. 8A (therefore, the liquid crystal molecules are changed from one stable alignment state to the other stable alignment state). However, since the distribution state of + and − charges is the same as that in the case of FIG. 8A, the reverse electric field V rev is generated in the liquid crystal in the arrow B direction. This reverse electric field V rev disappears after a while, and the distribution state of + and − charges changes as shown in FIG. 8C.

【0043】図9は従来のポリイミドまたはポリアミド
配向膜によって生じたスプレイ配向状態の光学応答の変
化をチルト角θの変化に換えて示した説明図である。図
9に示す様に、パルス電界印加時においては、矢印X1
の方向に沿ってスプレイ配向状態下の平均分子軸S
(A)から最大チルト角H付近のユニフォーム配向状態
下の平均分子軸U2 までオーバーシュートし、パルス電
界解除直後においては、図8(b)に示す逆電界Vrev
の作用が働いて、矢印X2 の方向に沿ってスプレイ配向
状態下の平均分子軸S(B)までチルト角θが減少し、
そして図8(c)に示す逆電界Vrev の減衰の作用によ
り、矢印X3 の方向に沿ってスプレイ配向状態下の平均
分子軸S(C)までチルト角θが若干増大した安定配向
状態が得られる。図10はこの時の光学応答の状態を示
すグラフである。
FIG. 9 is an explanatory view showing a change in optical response in a splay alignment state caused by a conventional polyimide or polyamide alignment film in place of a change in tilt angle θ. As shown in FIG. 9, when the pulse electric field is applied, the arrow X 1
Along the direction of the mean molecular axis S under splay orientation
From (A) to the average molecular axis U 2 in the uniform orientation state near the maximum tilt angle H, the reverse electric field V rev shown in FIG.
And the tilt angle θ decreases along the direction of arrow X 2 to the average molecular axis S (B) in the splay alignment state,
Then, due to the action of the attenuation of the reverse electric field V rev shown in FIG. 8C, a stable alignment state in which the tilt angle θ is slightly increased along the direction of the arrow X 3 to the average molecular axis S (C) under the splay alignment state is obtained. can get. FIG. 10 is a graph showing the state of optical response at this time.

【0044】本発明によれば、前述した様に、配向膜の
コーティング膜状態で35(dyne/cm)以下の低
い表面エネルギーを有し、かつラビング処理により屈折
率異方性(Δn)が増大する配向膜を用いていることか
ら、その配向状態においては、図9に示したスプレイ状
態下の平均分子軸S(A),S(B)及びS(C)を生
じることが無く、従って最大チルト角Hに近いチルト角
θを生じる平均分子軸に配列させることができる。図1
1は、この時の本発明の光学応答の状態を示すグラフで
ある。図11によれば、残像に原因する光学応答の遅れ
を生じないことと、メモリー状態下での高いコントラス
トを引き起こしていることが認められる。
According to the present invention, as described above, the orientation film has a low surface energy of 35 (dyne / cm) or less in the coating film state, and the refractive index anisotropy (Δn) is increased by the rubbing treatment. In this alignment state, the average molecular axes S (A), S (B) and S (C) in the splay state shown in FIG. It can be arranged on the average molecular axis that produces a tilt angle θ close to the tilt angle H. Figure 1
1 is a graph showing the state of the optical response of the present invention at this time. According to FIG. 11, it can be seen that the optical response is not delayed due to the afterimage and that the high contrast in the memory state is caused.

【0045】本発明の液晶素子は、ラビング処理した特
定のポリイミドまたはポリアミド配向膜による配向方法
を用いることによって、明状態と暗状態での大きな光学
的コントラストを示し、特に米国特許第4,655,5
61号明細書等に開示されているマルチプレクシング駆
動時の非選択画素に対して大きなコントラストを生じ、
さらにディスプレイ時の残像の原因となるスイッチング
時(マルチプレクシング駆動時)の光学応答の遅れを生
じない配向状態が達成された。
The liquid crystal device of the present invention exhibits a large optical contrast in a bright state and a dark state by using an alignment method using a specific rubbing-treated polyimide or polyamide alignment film, and particularly US Pat. No. 4,655. 5
A large contrast is generated with respect to non-selected pixels at the time of multiplexing driving disclosed in Japanese Patent No. 61
Furthermore, an alignment state was achieved in which the optical response at the time of switching (at the time of multiplexing driving), which causes the afterimage at the time of display, did not occur.

【0046】[0046]

【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。 実施例1 1000Å厚のITO膜が設けられている1.1mm厚
のガラス板を2枚用意し、それぞれのガラス板上に、下
記の構造式(II)で示すポリアミド酸のN−メチル−
2−ピロリドン/n−ブチルセロソルブ=5/1の3.
0重量%溶液をスピンコートにて成膜後、約1時間,2
50℃で加熱焼成処理を施した。この時の膜厚は226
Åであった。
EXAMPLES The present invention will be described more concretely with reference to the following examples. Example 1 Two 1.1 mm-thick glass plates provided with a 1000 Å-thick ITO film were prepared, and N-methyl-polyamic acid represented by the following structural formula (II) was formed on each glass plate.
2. Pyrrolidone / n-butyl cellosolve = 5/1 3.
Approximately 1 hour after spin-coating a 0 wt% solution for 2 hours
It was heated and baked at 50 ° C. The film thickness at this time is 226
It was Å.

【0047】[0047]

【化3】 [Chemical 3]

【0048】このコーティング膜に対し、液滴法による
接触角測定(協和界面科学(株)製、接触角計を使用)
を行ない、表面エネルギーを求めたところ、表面エネル
ギーγs (=γd +γp +γh 、ただし、γd :分散成
分、γp :極性成分、γh :水素結合成分)は、31.
4dyne/cmであった。
Measurement of the contact angle of this coating film by the droplet method (using a contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.)
The surface energy γ s (= γ d + γ p + γ h , where γ d is a dispersion component, γ p is a polar component, and γ h is a hydrogen bond component) is 31.
It was 4 dyne / cm.

【0049】また、このコーティング膜に対し、屈折率
異方性Δnを測定((株)オーク製作所製、高感度自動
複屈折測定装置)したところ、Δn=0.0066であ
った。
When the refractive index anisotropy Δn of this coating film was measured (manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd., high-sensitivity automatic birefringence measuring device), Δn = 0.066.

【0050】次に、この様にして形成された塗布膜に、
ナイロン殖毛布による一方向ラビング処理を行なった。
この時の屈折率異方性は、Δn=0.0221であり、
ラビング処理によるΔnの変化は0.0155であっ
た。
Next, the coating film thus formed is
One-way rubbing treatment with a nylon blanket was performed.
The refractive index anisotropy at this time is Δn = 0.0221,
The change in Δn due to the rubbing treatment was 0.0155.

【0051】その後、平均粒径約1.5μmのアルミナ
ビーズを一方の基板上に散布した後、それぞれのラビン
グ処理軸が互いに平行で、かつ同一処理方向となる様に
2枚のガラス基板を重ね合せてセルを作製した。
After that, alumina beads having an average particle diameter of about 1.5 μm are dispersed on one of the substrates, and two glass substrates are stacked so that the rubbing treatment axes are parallel to each other and in the same treatment direction. A cell was also prepared.

【0052】このセル内にチッソ(株)社製の強誘電性
スメクチック液晶である「CS−1014」(商品名)
を等方相下で真空注入してから、等方相から0.5℃/
hで30℃まで徐冷することによって配向させることが
できた。この強誘電性液晶「CS−1014」を用いた
本実施例のセルでの相変化は、下記のとおりであった。
In this cell, "CS-1014" (trade name), which is a ferroelectric smectic liquid crystal manufactured by Chisso Co., Ltd.
After vacuum injection under isotropic phase, 0.5
Orientation could be achieved by slow cooling to 30 ° C. for h. The phase change in the cell of this example using this ferroelectric liquid crystal "CS-1014" was as follows.

【0053】[0053]

【数3】 [Equation 3]

【0054】(Iso.=等方相、Ch=コレステリッ
ク相、SmA=スメクチックA相、SmC* =カイラル
スメクチックC相) 上述の液晶セルを一対の90°クロスニコル偏光子の間
に挾み込んで、50μsecの30Vパルスを印加して
から、90°クロスニコルを消光位(最暗状態)にセッ
トし、この時の透過率をホトマルチプレターにより測定
し、続いて50μsecの−30Vパルスを印加し、こ
の時の透過率(明状態)を同様の方法で測定したとこ
ろ、チルト角θは15°であり、最暗状態時の透過率は
1%で、明状態時の透過率は28%であり、従ってコン
トラスト比は28:1であった。
(Iso. = Isotropic phase, Ch = cholesteric phase, SmA = smectic A phase, SmC * = chiral smectic C phase) The above liquid crystal cell is sandwiched between a pair of 90 ° crossed Nicol polarizers. , 50μsec of 30V pulse is applied, then 90 ° crossed Nicol is set to the extinction position (darkest state), the transmittance at this time is measured by a photomultiplier, and then 50μsec of -30V pulse is applied. When the transmittance (bright state) at this time was measured by the same method, the tilt angle θ was 15 °, the transmittance in the darkest state was 1%, and the transmittance in the bright state was 28%. Yes, so the contrast ratio was 28: 1.

【0055】また、残像の原因となる光学応答の遅れは
0.2秒以下であった。
Further, the delay of the optical response which causes the afterimage was 0.2 seconds or less.

【0056】さらに、この液晶セルを図12に示す駆動
波形を用いたマルチプレクシング駆動による表示を行っ
たところ、高コントラストな高品位表示が得られ、また
所定の文字入力による画像表示の後に全画面を白の状態
に消去したところ、残像の発生は判読できなかった。
尚、図12のSN ,SN+1 ,SN+2 は走査線に印加した
電圧波形を表わしており、Iは代表的な情報線に印加し
た電圧波形を表わしている。(I−SN )は、情報線I
と走査線SN との交差部に印加された合成波形である。
又、本実施例では、V0 =5〜8V、ΔT =20〜70
μsecで行った。
Further, when this liquid crystal cell was displayed by multiplexing driving using the driving waveform shown in FIG. 12, a high-contrast and high-quality display was obtained, and after the image was displayed by inputting a predetermined character, the entire screen was displayed. When the image was erased to a white state, the afterimage could not be read.
Note that S N , S N + 1 , and S N + 2 in FIG. 12 represent voltage waveforms applied to scanning lines, and I represents voltage waveforms applied to typical information lines. (I-S N ) is the information line I
Is a combined waveform applied to the intersection of the scanning line S N and the scanning line S N.
Further, in this embodiment, V 0 = 5 to 8 V, ΔT = 20 to 70
It was performed in μsec.

【0057】実施例2 以下の構造式(III)で示されるポリアミド酸より得
られるポリイミド配向膜を用いた以外は、実施例1と同
様にしてセルを作製した。
Example 2 A cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that a polyimide alignment film obtained from a polyamic acid represented by the following structural formula (III) was used.

【0058】[0058]

【化4】 [Chemical 4]

【0059】実施例1と同様の試験を行い、コーティン
グ膜の表面エネルギーγs =31.1dyne/cm、
コーティング膜の屈折率異方性Δn=0.0154、ラ
ビング処理後の屈折率異方性Δn=0.0241で、ラ
ビング処理によるΔnの変化は0.00877の結果が
得られた。
The same test as in Example 1 was conducted, and the surface energy of the coating film γ s = 31.1 dyne / cm,
The refractive index anisotropy Δn of the coating film was 0.0154, the refractive index anisotropy after the rubbing treatment was Δn = 0.0241, and the change in Δn due to the rubbing treatment was 0.00877.

【0060】この時のコントラスト比=35:1、光学
応答のおくれ時間=0.1秒の結果を得た。
At this time, the result was that the contrast ratio was 35: 1 and the optical response time was 0.1 second.

【0061】又、実施例1と同様のマルチプレクシング
駆動による表示を行ったところ、コントラスト及び残像
については実施例1と同様の良好な結果が得られた。
Further, when a display was performed by the same multiplexing driving as in Example 1, good results similar to those in Example 1 were obtained in terms of contrast and afterimage.

【0062】実施例3 以下の構造式(IV)で示されるポリアミド酸より得ら
れるポリイミド配向膜を用いた以外は、実施例1と同様
にしてセルを作製した。
Example 3 A cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that a polyimide alignment film obtained from a polyamic acid represented by the following structural formula (IV) was used.

【0063】[0063]

【化5】 [Chemical 5]

【0064】実施例1と同様の試験を行い、コーティン
グ膜の表面エネルギーγs =30.5dyne/cm、
コーティング膜の屈折率異方性Δn=0.0122、ラ
ビング処理後の屈折率異方性Δn=0.0454で、ラ
ビング処理によるΔnの変化は0.0332の結果が得
られた。
The same test as in Example 1 was conducted, and the surface energy of the coating film γ s = 30.5 dyne / cm,
The refractive index anisotropy Δn of the coating film was 0.0122, the refractive index anisotropy after the rubbing treatment was Δn = 0.0454, and the change in Δn due to the rubbing treatment was 0.0332.

【0065】この時のコントラスト比=32:1、光学
応答のおくれ時間=0.1秒の結果を得た。
At this time, the result was that the contrast ratio = 32: 1 and the optical response time was 0.1 second.

【0066】又、実施例1と同様のマルチプレクシング
駆動による表示を行ったところ、コントラスト及び残像
については実施例1と同様の良好な結果が得られた。
Further, when a display was performed by the same multiplexing driving as in Example 1, good results similar to those in Example 1 were obtained in terms of contrast and afterimage.

【0067】実施例4 以下の構造式(V)で示されるポリアミド配向膜を用い
た以外は、実施例1と同様にしてセルを作製した。
Example 4 A cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the polyamide alignment film represented by the following structural formula (V) was used.

【0068】実施例1と同様の試験を行ない、コーティ
ング膜の表面エネルギーγ =33.4dyne/c
m、コーティング膜の屈折率異方性Δn=0.033
3、ラビング処理後の屈折率異方性Δn=0.0600
で、ラビング処理によるΔnの変化は0.0267の結
果が得られた。
The same test as in Example 1 was conducted, and the surface energy of the coating film γ s = 33.4 dyne / c
m, refractive index anisotropy of coating film Δn = 0.033
3. Refractive index anisotropy after rubbing treatment Δn = 0.0600
The change in Δn due to the rubbing treatment was 0.0267.

【0069】この時のコントラスト比=20:1、光学
応答のおくれ時間=0.5秒の結果を得た。
At this time, the results were that the contrast ratio was 20: 1 and the optical response time was 0.5 seconds.

【0070】又、実施例1と同様のマルチプレクシング
駆動による表示を行ったところ、コントラスト及び残像
については実施例1と同様の良好な結果が得られた。
Further, when the display was performed by the same multiplexing driving as in Example 1, the same good results as in Example 1 were obtained in terms of contrast and afterimage.

【0071】比較例1〜3 表1に示したポリアミド配向膜(比較例1)、及びポリ
アミド酸より得られるポリイミド配向膜を用いた以外
は、実施例1と同様にしてセルを作製した。
Comparative Examples 1 to 3 A cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyamide alignment film (Comparative Example 1) shown in Table 1 and the polyimide alignment film obtained from polyamic acid were used.

【0072】なお、コーティング膜に対する表面エネル
ギーγs 値、コーティング膜の屈折率異方性Δn、ラビ
ング処理後の屈折率異方性Δn及びそれぞれのセルに対
するコントラスト比、光学応答のおくれ時間を表2に示
した。
Table 2 shows the surface energy γ s value for the coating film, the refractive index anisotropy Δn of the coating film, the refractive index anisotropy Δn after the rubbing treatment, the contrast ratio for each cell, and the optical response time. It was shown to.

【0073】又、実施例1と同様のマルチプレクシング
駆動による表示を行ったところ、コントラストが本実施
例のものと比較して小さく、しかも残像が生じた。
Further, when a display was performed by the same multiplexing driving as in Example 1, the contrast was smaller than that in Example 1 and an afterimage was generated.

【0074】[0074]

【表1】 [Table 1]

【0075】[0075]

【表2】 [Table 2]

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶素子
によれば、明状態と暗状態でのコントラストが高く、特
にマルチプレクシング駆動時の表示コントラストが非常
に大きく高品位の表示が得られ、しかも目ざわりな残像
現象が生じない効果が得られる。
As described above, according to the liquid crystal element of the present invention, the contrast in the bright state and the dark state is high, and particularly the display contrast during the multiplexing driving is very large and a high quality display can be obtained. In addition, an effect that a noticeable afterimage phenomenon does not occur can be obtained.

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

【図1】本発明の液晶素子の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a liquid crystal element of the present invention.

【図2】らせん構造をもつカイラルスメクチック液晶の
配向状態を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an alignment state of a chiral smectic liquid crystal having a helical structure.

【図3】非らせん構造の分子配列をもつカイラルスメク
チック液晶の配向状態を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an orientation state of a chiral smectic liquid crystal having a non-helical molecular arrangement.

【図4】本発明における配向膜による配向方法で配向し
たカイラルスメクチック液晶の配向状態を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an alignment state of a chiral smectic liquid crystal aligned by an alignment method using an alignment film according to the present invention.

【図5】図4のカイラルスメクチック液晶のユニフォー
ム配向状態におけるC−ダイレクタ図である。
5 is a C-director diagram of the chiral smectic liquid crystal of FIG. 4 in a uniform alignment state.

【図6】スプレイ配向状態におけるC−ダイレクタ図で
ある。
FIG. 6 is a C-director diagram in a splay alignment state.

【図7】図7(a)はユニフォーム配向状態におけるチ
ルト角θを示す説明図、図7(b)はスプレイ配向状態
におけるチルト角θを示す説明図である。
7A is an explanatory diagram showing a tilt angle θ in a uniform alignment state, and FIG. 7B is an explanatory diagram showing a tilt angle θ in a splay alignment state.

【図8】強誘電性液晶内の電荷分布、自発分極Psの向
き及び逆電界Vrev の向きを示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a charge distribution in a ferroelectric liquid crystal, a direction of spontaneous polarization Ps, and a direction of a reverse electric field V rev .

【図9】電界印加時及び印加後のチルト角θの変化を示
す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing changes in tilt angle θ during and after application of an electric field.

【図10】従来例の液晶素子における光学応答特性を示
すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing optical response characteristics of a liquid crystal element of a conventional example.

【図11】本発明の液晶素子における光学応答特性を示
すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing optical response characteristics of the liquid crystal element of the present invention.

【図12】本発明の実施例で用いた駆動電圧の波形図で
ある。
FIG. 12 is a waveform diagram of a drive voltage used in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a,11b ガラス基板 12a,12b 透明電極 13a,13b 絶縁膜 14a,14b 配向膜 15 強誘電性カイラルスメクチック液晶 16 ビーズスペーサー 17a,17b 偏光板 21a,21b 基板 22 液晶分子層 23 液晶分子 24 双極子モーメント 31a,31b 電圧印加手段 32 垂直層 33a 第1の安定状態 33b 第2の安定状態 34a 上向き双極子モーメント 34b 下向き双極子モーメント H らせん構造でのチルト角 θ 非らせん構造でのチルト角 Ea,Eb 電界 50 液晶分子層 51a 上基板 51b 下基板 52 液晶分子 53 円錐 54 底面 60 基板引き上げ方向またはラビング処理軸 61a 配向状態U1 での平均分子軸 61b 配向状態U2 での平均分子軸 62a 配向状態S1 での平均分子軸 62b 配向状態S2 での平均分子軸 81 C−ダイレクタ11a, 11b Glass substrate 12a, 12b Transparent electrode 13a, 13b Insulating film 14a, 14b Alignment film 15 Ferroelectric chiral smectic liquid crystal 16 Bead spacer 17a, 17b Polarizing plate 21a, 21b Substrate 22 Liquid crystal molecular layer 23 Liquid crystal molecule 24 Dipole moment 31a, 31b Voltage application means 32 Vertical layer 33a First stable state 33b Second stable state 34a Upward dipole moment 34b Downward dipole moment H Tilt angle in helical structure θ Tilt angle in non-helical structure Ea, Eb Electric field 50 liquid crystal molecule layer 51a upper substrate 51b lower substrate 52 liquid crystal molecules 53 cone 54 bottom surface 60 substrate pulling direction or rubbing treatment axis 61a average molecular axis in orientation state U 1 61b average molecular axis in orientation state U 2 62a orientation state S 1 Average molecular axis at 62 The average molecular axes 81 C-director in the orientation state S 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明電極の形成された一対の平行基板間
にカイラルスメクチック液晶を挟持し、少なくとも一方
の基板にポリイミドまたはポリアミド配向膜を有する液
晶素子において、前記配向膜はコーティング状態で表面
エネルギーが35(dyne/cm)以下で、かつラビ
ング処理により屈折率異方性(Δn)が増大するものよ
りなることを特徴とする液晶素子。
1. A liquid crystal device having a chiral smectic liquid crystal sandwiched between a pair of parallel substrates on which transparent electrodes are formed, and a polyimide or polyamide alignment film on at least one of the substrates, wherein the alignment film has a surface energy in a coating state. A liquid crystal element having a refractive index anisotropy (Δn) of 35 (dyne / cm) or less and having a refractive index anisotropy (Δn) increased by rubbing treatment.
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JPH03121416A (en) * 1989-07-18 1991-05-23 Nippondenso Co Ltd Ferroelectric liquid crystal

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