JPH0727139B2 - Chiral smectic liquid crystal element - Google Patents

Chiral smectic liquid crystal element

Info

Publication number
JPH0727139B2
JPH0727139B2 JP61078286A JP7828686A JPH0727139B2 JP H0727139 B2 JPH0727139 B2 JP H0727139B2 JP 61078286 A JP61078286 A JP 61078286A JP 7828686 A JP7828686 A JP 7828686A JP H0727139 B2 JPH0727139 B2 JP H0727139B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
alignment
chiral smectic
substrate
smectic liquid
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP61078286A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62235928A (en
Inventor
明 坪山
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP61078286A priority Critical patent/JPH0727139B2/en
Priority to US07/033,787 priority patent/US4796979A/en
Publication of JPS62235928A publication Critical patent/JPS62235928A/en
Publication of JPH0727139B2 publication Critical patent/JPH0727139B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャッタアレイ等に
適用するカイラルスメクチック液晶素子に関し、詳しく
は少なくとも2つの安定状態をもつカイラルスメクチッ
ク液晶素子のチルト角を増大させることによって、表示
コントラストを向上させる液晶素子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a chiral smectic liquid crystal element applied to a liquid crystal display element, a liquid crystal-optical shutter array, etc., and more specifically, a chiral smectic liquid crystal element having at least two stable states. The present invention relates to a liquid crystal element that improves the display contrast by increasing the tilt angle of.

[従来の技術] 従来の液晶素子としては、例えばエム・シャット(M.Sc
hadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helfrich)著
“アプライド・フィジックス・レターズ”(“Applied
Physics Letters")第18巻、第4号(1971年2月15日発
行)、第127頁〜128頁の“ポルテージ・ディペンダント
・オプティカル・アクティビテイー・オブ・ア・ツイス
テッド・ネマチック・リキッド・クリスタル(“Voltag
e Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic
Liquid Crystal")に示されたツイステッド・ネマチッ
ク(twistednematic)液晶を用いたものが知られてい
る。このTN液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電極
構造を用いた時分割駆動の時、クロストークを発生する
問題点があるため、画素数が制限されている。
[Prior Art] Examples of conventional liquid crystal elements include M.Sc.
hadt) and W. Helfrich's "Applied Physics Letters"("Applied
Physics Letters ") Volume 18, Issue 4 (Published February 15, 1971), pages 127-128," Portage Dependant Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal " (“Voltag
e Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic
It is known that the twisted nematic liquid crystal shown in "Liquid Crystal") is used. This TN liquid crystal produces crosstalk during time-division driving using a matrix electrode structure with high pixel density. Due to the problems that occur, the number of pixels is limited.

また、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング素
子を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示素
子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成
する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成す
ることが難しい問題点がある。
In addition, a display element of a type in which a switching element using a thin film transistor is connected to each pixel and switching is performed for each pixel is known, but a step of forming a thin film transistor on a substrate is extremely complicated, and a large area display element is used. There are problems that are difficult to create.

このような従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用がクラーク(Clar
k)及びラガウォール(Lagerwall)により提案されてい
る(特開昭56-107216号公報、米国特許第4,367,924号明
細書等)。双安定性を有する液晶素子としては、一般
に、カイラルスメクティックC相(SmC*)又はH相(SmH*)
を有する強誘電性液晶が用いられる。この液晶は電界に
対して第一の光学的安定状態と第二の光学的安定状態か
らなる双安定状態を有し、従って前述のTN型の液晶で用
いられた光学変調素子とは異なり、例えば一方の電界ベ
クトルに対して第一の光学的安定状態に液晶が配向し、
他方の電界ベクトルに対しては第二の光学的安定状態に
液晶が配向される。又この型の液晶は、加えられる電界
に応答して、極めて速やかに上記2つの安定状態のいず
れかを取り、且つ電界の印加のないときはその状態を維
持する性質を有する。この様な性質を利用することによ
り、上述した従来のTN型素子の問題点の多くに対して、
かなり本質的な改善が得られる。
As a solution to the above-mentioned drawbacks of conventional liquid crystal devices, the use of bistability liquid crystal devices has been proposed.
k) and Lagerwall (Japanese Patent Laid-Open No. 56-107216, U.S. Pat. No. 4,367,924, etc.). A liquid crystal element having bistability is generally a chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmH * ).
A ferroelectric liquid crystal having is used. This liquid crystal has a bistable state consisting of a first optical stable state and a second optical stable state with respect to an electric field, and therefore, unlike the above-mentioned optical modulation element used in the TN type liquid crystal, for example, The liquid crystal is aligned in the first optically stable state with respect to one electric field vector,
The liquid crystal is aligned in the second optically stable state with respect to the other electric field vector. In addition, this type of liquid crystal has the property of taking one of the two stable states extremely quickly in response to an applied electric field and maintaining that state when no electric field is applied. By utilizing such a property, many of the problems of the conventional TN type element described above are solved.
A fairly substantial improvement is obtained.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、従来の双安定性を有する強誘電性液晶素
子においては、液晶の均一な配向状態が必ずしも満足に
形成されなかった為に、充分な特性が得られなかったの
が実情である。この為、これまでにラビング処理や斜方
蒸着処理した面の存在下で双安定性を示す強誘電性液晶
を均一な配向状態に配向させようとする方法が提案され
ている。本発明者は、既に上述のラビング処理や斜方蒸
着処理を施した基板を用いることによって、均一な配向
状態をもつ双安定性強誘電性液晶が得られることは判明
していた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in a conventional ferroelectric liquid crystal device having bistability, a uniform alignment state of liquid crystal is not always formed satisfactorily, so that sufficient characteristics are obtained. The reality was that there was no such thing. Therefore, there has been proposed a method for aligning a ferroelectric liquid crystal exhibiting bistability in a uniform alignment state in the presence of a surface subjected to rubbing treatment or oblique vapor deposition treatment. The inventor has found that a bistable ferroelectric liquid crystal having a uniform alignment state can be obtained by using a substrate which has already been subjected to the rubbing treatment or the oblique vapor deposition treatment.

しかしながら、本発明者の実験によれば前述した双安定
状態が必ずしもクラークとラガーウオルによって発表さ
れた前掲の文献等で示された理想的な双安定状態を持た
ないことが判明した。
However, experiments by the present inventor have revealed that the above-mentioned bistable state does not necessarily have the ideal bistable state shown in the above-mentioned documents published by Clark and Lagerwall.

すなわち、クラークとラガーウオルによれば双安定性を
実現する非らせん構造のカイラルスメクティック相での
チルト角(後述の第3図に示す角度θ)がらせん構造を
もつカイラルスメクティック相俟でのチルト角(後述の
第2図に示す三角錐の頂角Θ)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Θ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Θ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帰因していることが判明した。
つまり、非らせん構造をもつカイラルスメクティック相
では、液晶分子が基板の法線に対して上基板に隣接する
液晶分子の軸から下基板に隣接する液晶分子の軸へ連続
的に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Θより小さくな
る原因となっている。
That is, according to Clark and Lager-Wol, the tilt angle in the chiral smectic phase of the non-helical structure (angle θ shown in FIG. 3 described later) that realizes the bistability is the tilt angle in the chiral smectic phase having the helical structure ( Although it should have the same angle as the apex angle Θ of the triangular pyramid shown in FIG. 2 described later, the tilt angle θ in the non-helical structure is actually smaller than the tilt angle Θ in the helical structure. ing.
Moreover, it has been found that the reason why the tilt angle θ in the non-helical structure is smaller than the tilt angle θ in the helical structure is attributed to the twist alignment of the liquid crystal molecules in the non-helical structure.
That is, in the chiral smectic phase having a non-helical structure, the liquid crystal molecules are continuously twisted and aligned with respect to the normal line of the substrate from the axis of the liquid crystal molecule adjacent to the upper substrate to the axis of the liquid crystal molecule adjacent to the lower substrate. This causes the tilt angle θ in the non-helical structure to be smaller than the tilt angle θ in the spiral structure.

ところで、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、 で表わされる。前述の非らせん構造におけるチルトθは
第一と第二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θが22.5°の角度の時最大の透過
率となるが、双安定性を実現する非らせん構造でのチル
ト角θは大きくて10°程度の角度であり、従って表示装
置としての適用を考慮した時にはその透過率は3〜5%
程度で十分なものとはならない問題がある。
By the way, in the case of a liquid crystal element using the birefringence of liquid crystal, the transmittance under orthogonal Nicols is It is represented by. The tilt θ in the above-mentioned non-helical structure appears as an angle in the average molecular axis direction of the twisted liquid crystal molecules in the first and second alignment states. According to the above formula, the maximum transmittance is obtained when the tilt θ is 22.5 °, but the tilt angle θ in the non-helical structure that realizes the bistability is about 10 ° at the maximum, and Considering its application as a display device, its transmittance is 3-5%.
There is a problem that the degree is not sufficient.

従って、本発明の目的は、前述の問題点を解決するこ
と、すなわち少なくとも2つの安定状態を実現する非ら
せん構造のカイラルスメクティック相でのチルト角を増
大し、これによって画素シャッタ開口時の透過率を向上
させたカイラルスメクチック液晶素子を提供することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, namely to increase the tilt angle in the chiral smectic phase of the non-helical structure which realizes at least two stable states, and thereby to increase the transmittance at the opening of the pixel shutter. Another object is to provide a chiral smectic liquid crystal device having improved liquid crystal display.

[問題点を解決するための手段]及び[作用] すなわち、本発明は、第1の透明電極層と第1の配向制
御層とを設けた第1の基板、第2の透明電極層と第2の
配向制御層とを設けた第2の基板及び第1の基板と第2
の基板との間に配置したカイラルスメクチック液晶を有
するカイラルスメクチック液晶素子において、前記第1
の配向制御層及び前記第2の配向制御層が下記の配向膜
AおよびBの二重層から形成され、前記配向膜Aの上に
前記配向膜Bを設けてなり、該配向膜Bにラビング処理
を施してなることを特徴とするカイラルスメクチック液
晶素子である。
[Means for Solving Problems] and [Operation] That is, the present invention provides a first substrate provided with a first transparent electrode layer and a first alignment control layer, a second transparent electrode layer, and a second transparent electrode layer. A second substrate provided with a second orientation control layer, a first substrate and a second substrate.
A chiral smectic liquid crystal device having a chiral smectic liquid crystal arranged between the first substrate and the first substrate,
Of the alignment control layer and the second alignment control layer of the following alignment layers A and B are formed, and the alignment film B is provided on the alignment film A, and the alignment film B is rubbed. It is a chiral smectic liquid crystal device characterized by being provided with.

(A)カイラルスメクチック液晶の液晶分子の長軸を基
板に対して平行または略平行に配向させる水平面配向力
を有する配向膜A。
(A) An alignment film A having a horizontal alignment force for aligning the long axis of liquid crystal molecules of chiral smectic liquid crystal in parallel or substantially parallel to a substrate.

(B)カイラルスメクチック液晶の液晶分子の長軸を基
板に対して垂直または略垂直に配向させる垂直配向力を
有する配向膜B。
(B) An alignment film B having a vertical alignment force for aligning the long axis of liquid crystal molecules of chiral smectic liquid crystal vertically or substantially vertically to the substrate.

以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

第1図は本発明のカイラルスメクチック液晶素子(以
下、強誘電性液晶素子と称す)の一実施態様を示す断面
図である。同第1図において、本発明の強誘電性液晶素
子は一対の平行に配置したガラスまたは樹脂系の上下の
透明基板1,1′と、それぞれの基板に配線したインジウ
ム−ティンーオキサイド(ITO)からなる透明電極層2,
2′を備え、該透明電極層2,2′の上に配向膜3,4および
3′,4′からなる二重層により形成された配向制御層6,
6′を設け、該配向制御層6,6′の間にカイラルスメクチ
ック液晶からなる強誘電性液晶層5を配置してなるもの
である。配向膜3,3′と4,4′はいずれか一方が配向膜A
であり、他方が配向膜Bで任意に選定することができ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a chiral smectic liquid crystal element (hereinafter referred to as a ferroelectric liquid crystal element) of the present invention. Referring to FIG. 1, a ferroelectric liquid crystal device according to the present invention comprises a pair of glass or resin-based upper and lower transparent substrates 1, 1 ′ arranged in parallel, and indium-tin oxide (ITO) wiring on each substrate. Transparent electrode layer consisting of 2,
An alignment control layer 6, which is provided with 2'and is formed on the transparent electrode layers 2, 2'by a double layer consisting of alignment films 3, 4 and 3 ', 4'.
6'is provided, and the ferroelectric liquid crystal layer 5 made of chiral smectic liquid crystal is arranged between the orientation control layers 6, 6 '. One of the alignment films 3, 3'and 4, 4'is the alignment film A
And the other is the alignment film B, which can be arbitrarily selected.

本発明において上下の基板に設けられた各々の配向制御
層はいずれも配向膜Aと配向膜Bの二重層から形成され
る。
In the present invention, each of the alignment control layers provided on the upper and lower substrates is formed of a double layer of alignment film A and alignment film B.

配向膜Aはカイラルスメクチック液晶(以下、強誘電性
液晶と称す)液晶分子の長軸を基板に対して平行または
略平行に配向させる水平配向力を有する材料から形成さ
れ、具体的にはポリアミドイミド、ポリエステルイミ
ド、ポリパラキシリレン、ポリエステル、ポリカーボネ
ート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢
酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹
脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフオト
レジスト樹脂などの有機樹脂類またはSiO、SiO2やTiO2
等の無機物質で形成した被膜を用いることができる。
The alignment film A is formed of a material having a horizontal alignment force for aligning the long axis of chiral smectic liquid crystal (hereinafter, referred to as ferroelectric liquid crystal) liquid crystal molecules in parallel or substantially parallel to the substrate. , Polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, organic resin such as acrylic resin or photoresist resin or SiO , SiO 2 and TiO 2
It is possible to use a film formed of an inorganic substance such as.

配向膜Bは水平規制力が弱く、好ましくは強誘電性液晶
の液晶分子の長軸を基板に対して垂直または略垂直に配
向させる垂直配向力を有する材料から形成され、具体的
にはシランカップリング剤等で形成された被膜を用いる
ことができる。
The alignment film B has a weak horizontal regulation force, and is preferably formed of a material having a vertical alignment force for aligning the long axis of liquid crystal molecules of the ferroelectric liquid crystal vertically or substantially vertically to the substrate, and specifically, a silane cup. A coating formed of a ring agent or the like can be used.

配向膜A,Bの厚さは通常20〜3000Å,好ましくは50Å〜2
000Åが望ましい。
The thickness of the alignment films A and B is usually 20 to 3000Å, preferably 50Å to 2
000Å is desirable.

次に、本発明において用いられる強誘電性液晶について
説明する。
Next, the ferroelectric liquid crystal used in the present invention will be described.

第2図は、らせん構造を用いた強誘電性液晶セルの例を
模式的に描いたものである。21aと21bは、In2O3、Sn02
やITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極がコートされ
た基板(ガラス板)であり、その間に複数の液晶分子層
22がガラス面に垂直になる様に配向したSmC*(カイラル
スメクチックC相)の液晶は封入されている。太線で示
した線23が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の1/2
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Θを表わしている。基板21a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は
すべて電界方向に向くよう、液晶分子23の配向方向を変
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
って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの位置
関係に配置した偏光子を置けば、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。更に液晶セルの厚さを充分に薄くした場合
(例えば1μ)には、第3図に示すように電界を印加し
ていない状態でも液晶素子のらせん構造はほどけ、非ら
せん構造となり、その双極子モーメントPa又はPbは上向
き(34a)又は下向き(34b)のどちらかの状態をとり、
双安定状態が形成される。このようなセルに第3図に示
す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界EaまたはEbを
付与すると、双極子モーメント電界Ea又はEbは電界ベク
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一の安定状態33aかある
いは第二の安定状態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に相当している。
FIG. 2 is a schematic drawing of an example of a ferroelectric liquid crystal cell using a spiral structure. 21a and 21b are In 2 O 3 , Sn0 2
A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode such as ITO or Indium Tin Oxide (ITO), and multiple liquid crystal molecular layers between them.
Liquid crystal of SmC * (chiral smectic C phase) oriented so that 22 is perpendicular to the glass surface is enclosed. The thick line 23 represents a liquid crystal molecule.
Has a dipole moment (P ) 24 in a direction orthogonal to its molecule. 1/2 of the apex angle of the triangular pyramid at this time
It represents the tilt angle Θ in the chiral smectic phase of the helical structure which takes an angle of When a voltage above a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the liquid crystal molecules 23
The orientation of the liquid crystal molecules 23 can be changed so that the helical structure is unwound and all the dipole moments (P ) 24 are oriented in the electric field direction. 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 polarizers arranged in a crossed Nicols positional relationship are placed above and below a glass surface, respectively. It is easily understood that the liquid crystal optical modulation element has optical characteristics that change depending on the polarity of voltage application. Further, when the thickness of the liquid crystal cell is made sufficiently thin (for example, 1 μ), the helical structure of the liquid crystal element is unwound and becomes a non-helical structure even when no electric field is applied, as shown in FIG. The moment Pa or Pb is either upward (34a) or downward (34b),
A bistable state is formed. When an electric field Ea or Eb having a polarity different from a certain threshold value is applied to such a cell as shown in FIG. In response, the liquid crystal molecules are aligned in either the first stable state 33a or the second stable state 33b accordingly. Half of the angle formed by the first and second stable states at this time corresponds to the tilt angle θ.

このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は2つある。第1に、応答速度が極めて速いこ
と、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、例えば第3図によって説明すると、電
界Eaを印加すると液晶分子は第一の安定状態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、液晶分子は第二の安定状態
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っている。
There are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as an optical modulation element. Firstly, the response speed is extremely fast, and secondly, the alignment of liquid crystal molecules has bistability. The second point will be explained with reference to FIG. 3, for example. When an electric field Ea 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 in the second stable state.
It is oriented to 33b and changes its molecular orientation, but it remains in this state even when the electric field is turned off.

又、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。このような応答
速度の速さと、双安定性が有効に実現されるには、セル
としては出来るだけ薄い方が好ましく、一般的には、0.
5μ〜20μ、特に1μ〜5μが適している。この種の強
誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有する液晶−
電気光学装置は、例えばクラークとラガバルにより、米
国特許第4367924号明細書で提案されている。
Further, unless the applied electric field Ea exceeds a certain threshold value, the respective alignment states are also maintained. In order to effectively realize such a high response speed and bistability, it is preferable that the cell is as thin as possible, and generally, it is 0.
5μ to 20μ, especially 1μ to 5μ are suitable. Liquid crystal having a matrix electrode structure using this type of ferroelectric liquid crystal
An electro-optical device has been proposed, for example, by Clark and Lagabal in US Pat. No. 4,367,924.

また、本発明では前述した双安定性強誘電性液晶素子の
他に、それ以上の安定状態をもつ強誘電性液晶素子にも
適用することができる。
In addition to the above-described bistable ferroelectric liquid crystal element, the present invention can be applied to a ferroelectric liquid crystal element having a stable state higher than that.

本発明の液晶素子で用いることができる強誘電性液晶と
しては、例えばp−デシロキシベンジリデン−p′−ア
ミノ−2−メチルブチルシンナメート(DOBAMBC)、p
−ヘキシロキシベンジリデン−p′−アミノ−2−クロ
ルプロピルシンナメート(HOBACPC)、p−デシロキシ
ベンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチル−α−
シアノシンナメート(DOBAMBCC)、p−テトラデシロキ
シベンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチル−α
−シアノシンナメート(TDOBAMBCC)、p−オクチルオ
キシベンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチル−
α−クロロシンナメート(OOBAMBCC)、p−オクチルオ
キシベンジリデン−p′−アミノ−2−メチルブチル−
α−メチルシンナメート、4,4′−アゾキシシンナミッ
クアシッド−ビス(2−メチルブチル)エステル、4−
o−(2−メチル)ブチルレゾシリデン−4′−オクチ
ルアニリン、4−(2′−メチルブチル)フェニル−
4′−オクチルオキシビフエニル−4−カルボキシレー
ト、4−ヘキシルオキシフェニル−4−(2″−メチル
ブチル)ビフェニル−4′−カルボキシレート、4−オ
クチルオキシフェニル−4−(2″−メチルブチル)ビ
フェニル−4′−カルボキシレート、4−ヘプチルフェ
ニル−4−(4″−メチルヘキシル)ビフェニル−4′
−カルキシレート、4−(2″−メチルブチル)フェニ
ル−4−(4″−メチルヘキシル)ビフェニル−4′−
カルボキシレートなどを挙げることができ、これらは単
独又は2種以上組合せて用いることができ、又強誘電性
を示す範囲で他のコレステリック液晶やスメクチック液
晶を含有させることができる。
Ferroelectric liquid crystals that can be used in the liquid crystal device of the present invention include, for example, p-decyloxybenzylidene-p′-amino-2-methylbutyl cinnamate (DOBAMBC), p
-Hexyloxybenzylidene-p'-amino-2-chloropropyl cinnamate (HOBACPC), p-decyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl-α-
Cyanocinnamate (DOBAMBCC), p-tetradecyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl-α
-Cyanocinnamate (TDOBAMBCC), p-octyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl-
α-chlorocinnamate (OOBAMBCC), p-octyloxybenzylidene-p′-amino-2-methylbutyl-
α-methylcinnamate, 4,4′-azoxycinnamic acid-bis (2-methylbutyl) ester, 4-
o- (2-Methyl) butyl resorcylidene-4'-octylaniline, 4- (2'-methylbutyl) phenyl-
4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylate, 4-hexyloxyphenyl-4- (2 "-methylbutyl) biphenyl-4'-carboxylate, 4-octyloxyphenyl-4- (2" -methylbutyl) biphenyl -4'-carboxylate, 4-heptylphenyl-4- (4 "-methylhexyl) biphenyl-4 '
-Carxylate, 4- (2 "-methylbutyl) phenyl-4- (4" -methylhexyl) biphenyl-4'-
Examples thereof include carboxylates, which may be used alone or in combination of two or more, and may contain other cholesteric liquid crystals or smectic liquid crystals in a range showing ferroelectricity.

又、本発明では強誘電性液晶としてカイラルスメクチッ
ク相を用いることができ、具体的には、カイラルスメク
チックC相(SmC*)、H相(SmH*)、I相(SmI*)を用いるこ
とができる。
In the present invention, a chiral smectic phase can be used as the ferroelectric liquid crystal, and specifically, a chiral smectic C phase (SmC * ), H phase (SmH * ), I phase (SmI * ) can be used. it can.

以上説明した様に、本発明においては配向膜を二層にし
て、一層は前述の配向膜A、もう一層は配向膜Bの二層
構造とすることにより、基板間に交流電界(5〜5KHz、
1〜300V)を印加することによって、より安定で理想的
な双安定状態を実現することが可能となり、前述の液晶
分子の基板法線方向のねじれによるチルト角の減少を防
止することができる。
As described above, in the present invention, by forming the alignment film into two layers, one layer having the above-mentioned alignment film A and the other layer having the two-layer structure of the alignment film B, an alternating electric field (5 to 5 KHz) is applied between the substrates. ,
By applying 1 to 300 V), it is possible to realize a more stable and ideal bistable state, and it is possible to prevent the tilt angle from decreasing due to the twist of the liquid crystal molecules in the substrate normal direction.

ねじれ配列を解消した液晶素子では直交ニコル下で最大
の透過率/遮光率コントラストが得られ、しかもねじれ
配列の双安定状態をもっている液晶素子では非直交ニコ
ル下で最大のコントラストが得られるが、この時観察方
向によってそのコントラストが相違してしまう視野角依
存性を有しているが、かかるねじれ配列の解消ととも
に、上述の視野角依存性をも解消することができる。
The liquid crystal element that eliminates the twisted arrangement can obtain the maximum transmittance / light blocking ratio contrast under the orthogonal Nicols, and the liquid crystal element having the twisted arrangement bistable state can obtain the maximum contrast under the non-orthogonal Nicols. Although it has a viewing angle dependency in which the contrast varies depending on the direction of observation at times, it is possible to eliminate the above-mentioned viewing angle dependency as well as eliminating the twisted arrangement.

[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。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

尚、実施例においては強誘電性液晶材料としては以下の
2つの液晶組成物を用いた。
In the examples, the following two liquid crystal compositions were used as the ferroelectric liquid crystal material.

液晶組成物A 液晶組成物B 実施例1 膜厚1000ÅのITOが形成されている厚さ0.7mmのガラス基
板上にポリイミド被膜1000Åをスピンナー塗布により形
成した。ポリイミドは日立化成工業(株)製の「PIQ」
を用いた。このポリイミドを焼成加熱した後、ダイキン
工業(株)社製、配向剤「FS116」をスピンナー塗布
後、焼成加熱により50Åの膜厚でポリイミド被膜上に形
成した。
Liquid crystal composition A Liquid crystal composition B Example 1 A polyimide film 1000Å was formed by spinner coating on a 0.7 mm-thick glass substrate on which ITO with a film thickness 1000Å was formed. The polyimide is "PIQ" manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.
Was used. After baking and heating this polyimide, an alignment agent "FS116" manufactured by Daikin Industries, Ltd. was applied by a spinner, and then baked to form a film having a thickness of 50 Å on the polyimide film.

「PIQ」および「FS116」はそれぞれ配向膜を単層にして
液晶組成物AとBに対して配向状態を観察したが、それ
ぞれ「PIQ」は水平配向力、「FS116」は垂直配向力を持
っていることが確認された。
"PIQ" and "FS116" each had an alignment film as a single layer, and the alignment state was observed with respect to liquid crystal compositions A and B. "PIQ" has a horizontal alignment force and "FS116" has a vertical alignment force. Was confirmed.

「PIQ」の被膜1000Å上に「FS116」の被膜50Åの二層配
向膜をテレン布によりラビング処理した。このようにし
て作製された2枚の基板をラビング軸が平行になるよう
に貼り合せた。この際液晶層厚を一定に保つために基板
上に粒径1.5μの球状のスペーサーを散布した。
A two-layer alignment film of 50 Å of "FS116" was rubbed on 1000 Å of "PIQ" with a teren cloth. The two substrates thus manufactured were attached to each other so that the rubbing axes were parallel to each other. At this time, spherical spacers having a particle diameter of 1.5 μ were dispersed on the substrate in order to keep the liquid crystal layer thickness constant.

この基板間に前述の液晶組成物Aを封入し、等方相まで
昇温した後、2℃/hで徐冷して配向処理をした。この液
晶セルの基板間に50Hz、±30Vの交流電界を2秒間かけ
た後、倍率30倍の直交ニコル状態の偏光顕微鏡で配向状
態を観察すると欠陥のないモノドメインが得られ、次の
ような結果が得られた。
The liquid crystal composition A was sealed between the substrates, heated to an isotropic phase, and then slowly cooled at 2 ° C./h for alignment treatment. After applying an AC electric field of 50Hz, ± 30V between the substrates of this liquid crystal cell for 2 seconds, and observing the alignment state with a polarizing microscope in a crossed Nicols state with a magnification of 30 times, a defect-free monodomain was obtained. Results were obtained.

双安定状態のチルト角θ ; 19° コントラスト比(明状態:暗状態) ;1:18 明状態の最大透過率 ; 18% 実施例2 実施例1において、液晶組成物Aを液晶組成物Bに替え
た他は全く同様に行って液晶素子を得た。この場合にも
均一で欠陥の少ないモノドメインが得られ、50Hz、±20
Vの交流印加(2秒間)、直交ニコル下の偏光顕微鏡観
察および透過光強度測定により以下のような結果を得
た。
Bistable tilt angle θ; 19 ° Contrast ratio (bright state: dark state); 1:18 Maximum transmittance in bright state; 18% Example 2 In Example 1, the liquid crystal composition A was changed to the liquid crystal composition B. A liquid crystal element was obtained in the same manner except that the liquid crystal element was replaced. Even in this case, a uniform monodomain with few defects is obtained, and it is 50Hz ± 20.
The following results were obtained by applying an alternating current of V (2 seconds), observing with a polarizing microscope under a crossed Nicols, and measuring the transmitted light intensity.

双安定状態のチルト角θ ; 21° コントラスト比(明状態:暗状態) ;1:12 明状態の最大透過率 ; 18% 実施例3 実施例1において垂直配向であるダイキン工業(株)社
製の配向剤「FS116」をチッソ(株)製「OSD−E」に替
えた他は全く同様に行って液晶素子を得た。直交ニコル
下の偏光顕微鏡観察では均一なモノドメインができ、以
下のような結果が得られた。
Bistable tilt angle θ; 21 ° Contrast ratio (bright state: dark state); 1:12 maximum transmittance in bright state; 18% Example 3 Vertical alignment in Example 1 manufactured by Daikin Industries, Ltd. A liquid crystal element was obtained in exactly the same manner except that the aligning agent "FS116" in Example 1 was replaced with "OSD-E" manufactured by Chisso Corporation. Observation with a polarizing microscope under crossed nicols produced a uniform monodomain, and the following results were obtained.

双安定状態のチルト角θ ; 15° コントラスト比(明状態:暗状態) ;1:10 明状態の最大透過率 ; 15% [発明の効果] 本発明の強誘電性液晶素子による配向制御によれば、強
誘電性液晶、特に非らせん構造によって得られる少なく
とも2つの安定状態をもつ強誘電性液晶のモノドメイン
を得ることができる。また強誘電性液晶の非らせん構造
によって発現する少なくとも2つの安定状態下、特に双
安定状態下、(すなわち、メモリー状態下)でのチルト
角θを増大させコントラスト比の高い値を得ることがで
きる優れた効果がある。
Bistable tilt angle θ; 15 ° Contrast ratio (bright state: dark state); 1:10 Maximum transmissivity in bright state; 15% [Effect of the Invention] Alignment control by the ferroelectric liquid crystal device of the present invention For example, it is possible to obtain a ferroelectric liquid crystal, particularly a monodomain of a ferroelectric liquid crystal having at least two stable states obtained by a non-helical structure. Further, it is possible to increase the tilt angle θ under at least two stable states which are exhibited by the non-helical structure of the ferroelectric liquid crystal, particularly under the bistable state (that is, under the memory state), and obtain a high contrast ratio value. It has an excellent effect.

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

第1図は本発明の強誘電性液晶素子の一実施態様を示す
断面図、第2図はらせん構造の強誘電性液晶を用いた液
晶素子を模式的に表わす斜視図および第3図は非らせん
構造の強誘電性液晶を用いた液晶素子を模式的に表わす
斜視図である。 1,1′……透明基板、2,2′……透明電極層 3,3′、4,4′……配向膜、5……強誘電性液晶層 6,6′……配向制御層、21a,21b……基板 22……液晶分子層、23……液晶分子 24……双極子モーメント、33a……第一の安定状態 33b……第二の安定状態 34a……上向き双極子モーメント 34b……下向き双極子モーメント Θ……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
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a ferroelectric liquid crystal device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view schematically showing a liquid crystal device using a ferroelectric liquid crystal having a helical structure, and FIG. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a liquid crystal element using a ferroelectric liquid crystal having a spiral structure. 1,1 '... Transparent substrate, 2,2' ... Transparent electrode layer 3,3 ', 4,4' ... Alignment film, 5 ... Ferroelectric liquid crystal layer 6,6 '... Alignment control layer, 21a, 21b …… Substrate 22 …… Liquid crystal molecular layer, 23 …… Liquid crystal molecule 24 …… Dipole moment, 33a …… First stable state 33b …… Second stable state 34a …… Upward dipole moment 34b… … Downward dipole moment Θ …… Tilt angle in helical structure θ …… Tilt angle in non-helical structure Ea, Eb …… Electric field

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の透明電極層と第1の配向制御層とを
設けた第1の基板、第2の透明電極層と第2の配向制御
層とを設けた第2の基板及び第1の基板と第2の基板と
の間に配置したカイラルスメクチック液晶を有するカイ
ラルスメクチック液晶素子において、前記第1の配向制
御層及び前記第2の配向制御層が下記の配向膜Aおよび
Bの二重層から形成され、前記配向膜Aの上に前記配向
膜Bを設けてなり、該配向膜Bにラビング処理を施して
なることを特徴とするカイラルスメクチック液晶素子。 (A)カイラルスメクチック液晶の液晶分子の長軸を基
板に対して平行または略平行に配向させる水平面配向力
を有する配向膜A。 (B)カイラルスメクチック液晶の液晶分子の長軸を基
板に対して垂直または略垂直に配向させる垂直配向力を
有する配向膜B。
1. A first substrate provided with a first transparent electrode layer and a first alignment control layer, a second substrate provided with a second transparent electrode layer and a second alignment control layer, and a second substrate provided with the first alignment control layer. In a chiral smectic liquid crystal device having a chiral smectic liquid crystal arranged between a first substrate and a second substrate, the first alignment control layer and the second alignment control layer have the following two alignment films A and B. A chiral smectic liquid crystal device comprising a multi-layer structure, the alignment film B provided on the alignment film A, and the alignment film B subjected to a rubbing treatment. (A) An alignment film A having a horizontal alignment force for aligning the long axis of liquid crystal molecules of chiral smectic liquid crystal in parallel or substantially parallel to a substrate. (B) An alignment film B having a vertical alignment force for aligning the long axis of liquid crystal molecules of chiral smectic liquid crystal vertically or substantially vertically to the substrate.
【請求項2】前記カイラルスメクチック液晶が少なくと
も第一と第二の安定状態を持ち、電界無印加状態でもそ
れぞれの安定状態を保つ記憶効果をもつ特許請求の範囲
第1項記載のカイラルスメクチック液晶素子。
2. The chiral smectic liquid crystal device according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal has at least first and second stable states and has a memory effect of keeping each stable state even when no electric field is applied. .
JP61078286A 1986-04-07 1986-04-07 Chiral smectic liquid crystal element Expired - Fee Related JPH0727139B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61078286A JPH0727139B2 (en) 1986-04-07 1986-04-07 Chiral smectic liquid crystal element
US07/033,787 US4796979A (en) 1986-04-07 1987-04-03 Ferroelectric liquid crystal device having dual laminated alignment films

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61078286A JPH0727139B2 (en) 1986-04-07 1986-04-07 Chiral smectic liquid crystal element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62235928A JPS62235928A (en) 1987-10-16
JPH0727139B2 true JPH0727139B2 (en) 1995-03-29

Family

ID=13657707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61078286A Expired - Fee Related JPH0727139B2 (en) 1986-04-07 1986-04-07 Chiral smectic liquid crystal element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0727139B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0683417A1 (en) * 1994-05-17 1995-11-22 Canon Kabushiki Kaisha Liquid crystal device and liquid crystal apparatus
ATE216090T1 (en) * 1994-08-04 2002-04-15 Canon Kk LIQUID CRYSTAL DEVICE

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6194029A (en) * 1984-10-15 1986-05-12 Seiko Instr & Electronics Ltd Smectic liquid crystal display panel and its manufacture
JPS6178285A (en) * 1984-09-25 1986-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state image pickup device
JPS62160426A (en) * 1986-01-08 1987-07-16 Sharp Corp Liquid crystal display element

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62235928A (en) 1987-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4796979A (en) Ferroelectric liquid crystal device having dual laminated alignment films
EP0548548B1 (en) Liquid crystal composition, liquid crystal device and display apparatus
JP2814157B2 (en) Chiral smectic liquid crystal device
JP2767505B2 (en) Liquid crystal element
JPH05224241A (en) Liquid crystal element and display device formed by using this element
JP3028097B2 (en) Smectic liquid crystal material and liquid crystal optical element
JPH0727139B2 (en) Chiral smectic liquid crystal element
JP2592957B2 (en) Liquid crystal element
JPH05346585A (en) Liquid crystal element
US20020041353A1 (en) Chiral smectic liquid crystal device
JPH0527090B2 (en)
JPH0415452B2 (en)
JP2976202B2 (en) Liquid crystal element and display device
JP2681779B2 (en) Liquid crystal cell
JP3416374B2 (en) Liquid crystal alignment treatment method, liquid crystal element manufacturing method, and liquid crystal element
JP3377190B2 (en) Chiral smectic liquid crystal element, method of manufacturing the same, and liquid crystal device
US5844653A (en) Liquid crystal mixture
JP3168390B2 (en) Liquid crystal element and liquid crystal device using the same
JP3585184B2 (en) Liquid crystal composition, liquid crystal element having the same, and liquid crystal device having the same
JP3585183B2 (en) Liquid crystal composition, liquid crystal element having the same, and liquid crystal device having the same
JPS62235927A (en) Ferroelectric liquid crystal element
JPH0540266A (en) Liquid crystal element
JPH0415451B2 (en)
JP2000336361A (en) Monostable, ferroelectric, liquid crystal display
JPS63254421A (en) Liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees