JPH0968710A - Ferroelectric liquid crystal display device - Google Patents

Ferroelectric liquid crystal display device

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JPH0968710A
JPH0968710A JP15710096A JP15710096A JPH0968710A JP H0968710 A JPH0968710 A JP H0968710A JP 15710096 A JP15710096 A JP 15710096A JP 15710096 A JP15710096 A JP 15710096A JP H0968710 A JPH0968710 A JP H0968710A
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JP
Japan
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liquid crystal
ferroelectric liquid
mixture
display device
crystal material
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Withdrawn
Application number
JP15710096A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumi Miyazaki
文 宮▲崎▼
Mitsuhiro Kouden
充浩 向殿
Gasu Pooru
ガス ポール
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferroelectric liquid crystal display device which exhibits good shock resistance, min. value in a voltage-memory pulse width curve and good bistable switching. SOLUTION: This ferroelectric liquid crystal display device has a structure formed by holding a composite consisting of a ferroelectric liquid crystal material and high-polymer material between substrates 9 and 10 having at least electrode films 2a, 2b and oriented films 4a, 4b. The pretilt directions of the ferroelectric liquid crystal molecules at the boundary of both substrates 9 and 10 are the same and the ferroelectric liquid crystal maternal has a chevron layer structure. The bending direction of this chevron structure and the pretilt directions of the ferroelectric liquid crystal molecules at the boundary of both substrates are the same.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電性液晶を用
いた表示装置に関する。さらに詳しくは、強誘電性液晶
と高分子材料とからなる複合体を用いた表示装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device using a ferroelectric liquid crystal. More specifically, the present invention relates to a display device using a composite composed of a ferroelectric liquid crystal and a polymer material.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電性液晶ディスプレイは、通常キラ
ルスメクティックC相という液晶相を利用する。この液
晶相では、液晶分子は層構造を形成し、そして液晶分子
はこの層に対して傾いて配列している。液晶分子は、バ
ルク状態では螺旋構造を有する分子配列をとるが、螺旋
ピッチよりも薄い液晶セル中では、この螺旋がほどけ
て、図1に示すような双安定な分子配列をとる。強誘電
性液晶は層に対して垂直な方向に自発分極(Ps)を有
しており、その方向に電界を印加すると液晶分子は電界
の方向に自発分極を揃えるように再配列する。これに一
対の偏光板(偏光子と検光子)を組み合わせることによ
り明暗の表示を行うことができる(N.A.Clarkおよび S.
T.Lagerwall、 Appl.Phys.Lett.、 36、 899(1980))。
2. Description of the Related Art Ferroelectric liquid crystal displays normally utilize a liquid crystal phase called a chiral smectic C phase. In this liquid crystal phase, the liquid crystal molecules form a layered structure, and the liquid crystal molecules are aligned with respect to this layer. The liquid crystal molecules have a molecular arrangement having a spiral structure in the bulk state, but in a liquid crystal cell thinner than the spiral pitch, the spiral is unwound, and a bistable molecular arrangement as shown in FIG. 1 is taken. Ferroelectric liquid crystal has spontaneous polarization (Ps) in a direction perpendicular to the layer, and when an electric field is applied in that direction, liquid crystal molecules are rearranged so that the spontaneous polarization is aligned in the direction of the electric field. By combining this with a pair of polarizing plates (polarizer and analyzer), bright and dark display can be performed (NAClark and S.
T. Lagerwall, Appl. Phys. Lett., 36, 899 (1980)).

【0003】上記強誘電性液晶の再配列は、電界と液晶
分子の自発分極との直接相互作用によって起こるため、
液晶分子のマイクロ秒オーダーの高速応答が可能とな
る。また、液晶分子は、電界を切った後も、電界を切る
前の層に対して傾いた状態を保つ性質がある。これがい
わゆるメモリ性である。高速応答とメモリ性という特徴
を利用することにより、1走査線ごとに高速で情報を表
示できるため、単純マトリクス型の大表示容量のディス
プレイの作製が可能となる。
[0003] The rearrangement of the ferroelectric liquid crystal is caused by a direct interaction between an electric field and spontaneous polarization of liquid crystal molecules.
High-speed response of liquid crystal molecules on the order of microseconds becomes possible. In addition, the liquid crystal molecule has a property of keeping a tilted state with respect to the layer before the electric field is cut off even after the electric field is cut off. This is the so-called memory property. By utilizing the characteristics of high-speed response and memory property, information can be displayed at high speed for each scanning line, so that it is possible to manufacture a simple matrix type display having a large display capacity.

【0004】図2に強誘電性液晶ディスプレイ11の基
本構造を示す。ITO(Indium Tin0xide)電極膜2a、
絶縁膜3aおよび配向膜4aを有するガラス基板1aと
偏光板12aとからなる基板9とITO(Indium Tin 0x
ide)電極膜2b、絶縁膜3bおよび配向膜4bを有する
ガラス基板1bと偏光板12bとからなる基板10と
が、l.5μm前後のセル厚で、シール部材6を介して
貼り合わされている。基板9および10間には液晶材料
7が封入されている。配向膜4aおよび4bには、通常
ポリイミドなどの高分子膜が用いられ、その表面はラビ
ングされている。電極膜2aおよび2bには駆動回路が
接続されている。
FIG. 2 shows the basic structure of the ferroelectric liquid crystal display 11. ITO (Indium Tin 0xide) electrode film 2a,
A substrate 9 including a glass substrate 1a having an insulating film 3a and an alignment film 4a and a polarizing plate 12a, and ITO (Indium Tin 0x).
ide) electrode substrate 2b, insulating film 3b and alignment film 4b, and a substrate 10 composed of a glass plate 1b and a polarizing plate 12b. The cell thickness is about 5 μm, and the cells are bonded together via the seal member 6. A liquid crystal material 7 is sealed between the substrates 9 and 10. A polymer film such as polyimide is usually used for the alignment films 4a and 4b, and the surfaces thereof are rubbed. A drive circuit is connected to the electrode films 2a and 2b.

【0005】セル厚が1.5μm程度と薄いことと、液
晶が強誘電性液晶であることを除けば、強誘電性液晶デ
ィスプレイは従来の単純マトリクス型液晶ディスプレイ
と同じ構造を有している。
A ferroelectric liquid crystal display has the same structure as a conventional simple matrix type liquid crystal display except that the cell thickness is as thin as about 1.5 μm and the liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal.

【0006】強誘電性液晶表示装置の大きな問題点は、
ショックや圧力に弱いため、安定した表示装置が得られ
にくいということである(N.Wakita ら, Abstr. 4th Int
ernational Conference on Ferroelectric Liquid Crys
tals, 367(l993))。一般に、圧力やショックによって液
晶セル内の液晶分子は流動しやすい。この液晶分子の流
動によって初期の液晶分子の分子配列は乱される。上記
強誘電性液晶表示装置がショックや圧力に弱いのは、一
度乱された強誘電性液晶分子の配列が、再び自発的に元
の配列に復帰しないことが原因である。従って、強誘電
性液晶素子の耐ショック性を高めるためには、ショック
によって液晶セル内で液晶分子の流動が生じないように
することが必要である。
A major problem of the ferroelectric liquid crystal display device is that
It is difficult to obtain a stable display device because it is vulnerable to shock and pressure (N. Wakita et al., Abstr. 4th Int.
ernational Conference on Ferroelectric Liquid Crys
tals, 367 (l993)). In general, liquid crystal molecules in a liquid crystal cell easily flow due to pressure or shock. The initial molecular alignment of the liquid crystal molecules is disturbed by the flow of the liquid crystal molecules. The reason why the ferroelectric liquid crystal display device is weak against shock and pressure is that the once disturbed alignment of the ferroelectric liquid crystal molecules does not spontaneously return to the original alignment. Therefore, in order to improve the shock resistance of the ferroelectric liquid crystal element, it is necessary to prevent the liquid crystal molecules from flowing in the liquid crystal cell due to the shock.

【0007】ショックによる液晶分子の流動を防止する
方法として、次のような方法が提案されている。1つの
方法は、高分子分散型強誘電性液晶材料を用いる方法で
ある(H.Molsen, R.Bardon, H.S.Kitzerow, The 13th in
ternational disp1ay reserch conference, Proc of Eu
ro Display '93, Strasbourg, 1993, p.113)。
The following method has been proposed as a method for preventing the flow of liquid crystal molecules due to shock. One method is to use a polymer-dispersed ferroelectric liquid crystal material (H. Molsen, R. Bardon, HSKitzerow, The 13th in
ternational disp1ay reserch conference, Proc of Eu
ro Display '93, Strasbourg, 1993, p.113).

【0008】この方法を用いて、応答速度、コントラス
ト、使用可能な温度範囲などの実用的ディスプレイに求
められる要件を満足する材料あるいはデバイスは、未
だ、作製されていない。
Using this method, a material or device satisfying the requirements required for a practical display such as response speed, contrast and usable temperature range has not yet been produced.

【0009】別な方法として、強誘電性液晶に高分子液
晶を添加する方法が提案されている(G.Lester, H.Cole
s, A.Murayama, Ferroelectrics, 148, 389(1993))。こ
の方法では、高分子液晶の添加により強誘電性液晶分子
の配向性が低下し、かつ液晶分子の応答速度が遅くなる
問題点がある。
As another method, a method of adding a polymer liquid crystal to a ferroelectric liquid crystal has been proposed (G. Lester, H. Cole.
s, A. Murayama, Ferroelectrics, 148, 389 (1993)). In this method, there is a problem that the orientation of the ferroelectric liquid crystal molecules is lowered and the response speed of the liquid crystal molecules is slowed by the addition of the polymer liquid crystal.

【0010】近年、強誘電性液晶と光硬化性プレポリマ
ーとの混合物に紫外線を照射することによって、光重合
により形成された高分子と強誘電性液晶とを相分離する
方法が提案されている(藤掛ら、第41回応用物理学関係
連合講演会講演予稿集No.3,ll20(l994))。この方法は、
形成された高分子が微細なために、光散乱が生じないと
いう利点を有する。また、耐ショック性の向上について
も上記文献には開示も、示唆もされていない。さらに、
強誘電性液晶と光硬化性プレポリマーとの混合物をネマ
ティック相(75℃)にまで加熱してポリイミド膜で配向
させながら高分子と強誘電性液晶とを相分離させるた
め、強誘電性液晶分子は本来のスメクティックC相をと
らないまま高分子で固定される。その結果、充分な強誘
電性液晶分子の分子配向が得られないという問題点が生
じる。
In recent years, a method has been proposed in which a polymer formed by photopolymerization and a ferroelectric liquid crystal are phase-separated by irradiating a mixture of a ferroelectric liquid crystal and a photocurable prepolymer with ultraviolet rays. (Fujikake et al. Proceedings of the 41st Joint Lecture on Applied Physics No.3, ll20 (l994)). This method
Since the formed polymer is fine, it has an advantage that light scattering does not occur. Further, neither improvement nor shock resistance is disclosed or suggested in the above document. further,
The mixture of the ferroelectric liquid crystal and the photo-curable prepolymer is heated to the nematic phase (75 ° C.) and aligned with the polyimide film to cause phase separation between the polymer and the ferroelectric liquid crystal. Is fixed with a polymer without taking the original smectic C phase. As a result, there arises a problem that sufficient molecular orientation of ferroelectric liquid crystal molecules cannot be obtained.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題を解決するべくなされたもので、良好な
強誘電性液晶分子の配向性、良好な表示特性、および耐
ショック性を同時に満足する該強誘電性液晶表示装置の
提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, and provides good ferroelectric liquid crystal molecule alignment, good display characteristics, and shock resistance. It is an object of the present invention to provide the ferroelectric liquid crystal display device which is satisfied at the same time.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明者らは、強誘電性液晶の配向状態を維持し
つつ耐ショック性を向上させる手法を鋭意検討した結
果、液晶材料と光重合性モノマー材料との混合物におい
て、特定の強誘電性液晶の配向状態を形成させた後にモ
ノマーを光重合するか、または液晶材料と光重合性モノ
マー材料との等方性混合物を形成した後にモノマーを光
重合させ、次いで液晶材料が特定の配向状態をとる温度
にまで冷却することにより、強誘電性液晶の配向状態を
維持しつつ液晶分子の流動を抑制し、そして液晶表示装
置の耐ショック性を向上させ得ることを見いだした。さ
らに、強誘電性液晶材料が特定の構造を有し、かつ負の
誘電異方性を有する強誘電性液晶分子が特定の配向状態
を有する場合、高速書き込み速度、高コントラスト、広
い動作温度範囲などの点に優れた強誘電性液晶表示装置
が得られることを見出した。
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have earnestly studied a method for improving shock resistance while maintaining the alignment state of a ferroelectric liquid crystal, and as a result, a liquid crystal material has been obtained. And a photopolymerizable monomer material in a mixture, a specific ferroelectric liquid crystal alignment state is formed and then the monomer is photopolymerized, or an isotropic mixture of the liquid crystal material and the photopolymerizable monomer material is formed. After that, the monomer is photopolymerized and then cooled to a temperature at which the liquid crystal material has a specific alignment state, so that the flow state of the liquid crystal molecules is suppressed while maintaining the alignment state of the ferroelectric liquid crystal, and the resistance of the liquid crystal display device is improved. It has been found that shock resistance can be improved. Further, when the ferroelectric liquid crystal material has a specific structure and the ferroelectric liquid crystal molecules having a negative dielectric anisotropy have a specific alignment state, high writing speed, high contrast, wide operating temperature range, etc. It has been found that a ferroelectric liquid crystal display device excellent in respect of the above can be obtained.

【0013】すなわち、本発明は、少なくとも電極膜お
よび配向膜を有する基板間に強誘電性液晶材料と高分子
材料とからなる複合体が挟持される構造を有し、該基板
と該強誘電性液晶材料との界面における強誘電性液晶分
子のプレティルトの方向が同一であり、該強誘電性液晶
材料はシェブロン層構造を有し、そして該シェブロン層
構造の折れ曲がりの方向と、該界面における強誘電性液
晶分子のプレティルトの方向とが同一である。そのこと
により上記目的が達成される。
That is, the present invention has a structure in which a composite of a ferroelectric liquid crystal material and a polymer material is sandwiched between substrates having at least an electrode film and an alignment film, and the substrate and the ferroelectric The directions of pretilt of the ferroelectric liquid crystal molecules at the interface with the liquid crystal material are the same, the ferroelectric liquid crystal material has a chevron layer structure, and the bending direction of the chevron layer structure and the ferroelectricity at the interface. The pretilt direction of the liquid crystal molecules is the same. Thereby, the above object is achieved.

【0014】本発明の好ましい実施態様においては、上
記配向膜が有機高分子膜であり、そしてラビングによっ
てプレティルト角が付与されている。
In a preferred embodiment of the present invention, the alignment film is an organic polymer film, and a pretilt angle is given by rubbing.

【0015】本発明の好ましい実施態様においては、上
記強誘電性液晶材料が負の誘電異方性を有し、そして電
圧−メモリパルス幅曲線において極小値を示す。
In a preferred embodiment of the present invention, the ferroelectric liquid crystal material has a negative dielectric anisotropy and exhibits a local minimum value in the voltage-memory pulse width curve.

【0016】本発明の好ましい実施態様においては、上
記高分子材料の含有量が上記複合体の総重量の10重量
%以下である。
In a preferred embodiment of the present invention, the content of the polymer material is 10% by weight or less based on the total weight of the composite.

【0017】また、本発明は、次の工程:少なくとも電
極膜および配向膜を有する基板を貼り合わせる工程;該
基板間に強誘電性液晶材料と光重合性モノマー材料との
混合物を挟持する工程;該混合物が等方性液体になる温
度にまで該混合物を加熱した後、該混合物中の強誘電性
液晶材料がキラルスメクティックC相を示す温度にまで
該混合物を冷却する工程;および該混合物中の強誘電性
液晶材料がキラルスメクティックC相を示す温度範囲に
おいて、該混合物中の光重合性モノマー材料を光重合し
て高分子化する工程;を包含する強誘電性液晶表示装置
の製造方法である。そのことにより上記目的が達成され
る。
The present invention also includes the following steps: a step of bonding substrates having at least an electrode film and an alignment film; a step of sandwiching a mixture of a ferroelectric liquid crystal material and a photopolymerizable monomer material between the substrates; Heating the mixture to a temperature at which the mixture becomes an isotropic liquid, and then cooling the mixture to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal material in the mixture exhibits a chiral smectic C phase; and in the mixture A method for producing a ferroelectric liquid crystal display device, comprising the step of photopolymerizing a photopolymerizable monomer material in the mixture to polymerize it in a temperature range in which the ferroelectric liquid crystal material exhibits a chiral smectic C phase. . Thereby, the above object is achieved.

【0018】本発明の好ましい実施態様においては、上
記混合物中の強誘電性液晶材料がキラルスメクティック
C相を示す温度において、上記基板と該強誘電性液晶材
料との界面における強誘電性液晶分子のプレティルトの
方向が同一であり、該強誘電性液晶材料はシェブロン層
構造を有し、そして該シェブロン層構造の折れ曲がりの
方向と、該界面における強誘電性液晶分子のプレティル
トの方向とが同一である。
In a preferred embodiment of the present invention, at a temperature at which the ferroelectric liquid crystal material in the mixture exhibits a chiral smectic C phase, the ferroelectric liquid crystal molecules at the interface between the substrate and the ferroelectric liquid crystal material are The pretilt directions are the same, the ferroelectric liquid crystal material has a chevron layer structure, and the bending direction of the chevron layer structure is the same as the pretilt direction of the ferroelectric liquid crystal molecules at the interface. .

【0019】さらに、本発明は、次の工程:少なくとも
電極膜および配向膜を有する基板を貼り合わせる工程;
該基板間に強誘電性液晶材料と光重合性モノマー材料と
の混合物を挟持する工程;該混合物が等方性液体になる
温度にまで該混合物を加熱した後、該温度において該混
合物中の光重合性モノマー材料を光重合して高分子化す
る工程;強誘電性液晶材料と生成した高分子とからなる
複合体を、該複合体中の強誘電性液晶材料がキラルスメ
クティックC相を示す温度にまで冷却する工程;を包含
する強誘電性液晶表示装置の製造方法である。
Furthermore, the present invention provides the following steps: a step of bonding substrates having at least an electrode film and an alignment film;
Sandwiching a mixture of a ferroelectric liquid crystal material and a photopolymerizable monomer material between the substrates; heating the mixture to a temperature at which the mixture becomes an isotropic liquid, and then exposing the mixture to light at the temperature. A step of photopolymerizing a polymerizable monomer material to polymerize it; a temperature at which a ferroelectric liquid crystal material in the composite exhibits a chiral smectic C phase when a composite of the ferroelectric liquid crystal material and the generated polymer is formed. The method of manufacturing a ferroelectric liquid crystal display device, which includes the step of:

【0020】本発明の好ましい実施態様においては、上
記製造方法における配向膜が有機高分子膜であり、そし
てラビングによってプレティルト角が付与されている。
In a preferred embodiment of the present invention, the alignment film in the above manufacturing method is an organic polymer film, and a pretilt angle is given by rubbing.

【0021】本発明の好ましい実施態様においては、上
記製造方法における強誘電性液晶材料が負の誘電異方性
を有し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小
値を示す。
In a preferred embodiment of the present invention, the ferroelectric liquid crystal material in the above manufacturing method has a negative dielectric anisotropy, and exhibits a minimum value in the voltage-memory pulse width curve.

【0022】本発明の好ましい実施態様においては、上
記製造方法における光重合性モノマー材料の含有量が、
前記混合物の総重量の10重量%以下である。
In a preferred embodiment of the present invention, the content of the photopolymerizable monomer material in the above production method is
It is not more than 10% by weight of the total weight of the mixture.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.

【0024】本明細書において、「複合体」は、強誘電
性液晶材料と、光重合によって形成された高分子とを含
む。高分子は、線状高分子または架橋高分子であっても
よく、これらの混合物であってもよい。さらに、複合体
は高分子の原料である光重合性モノマーの未反応物を含
んでもよい。
As used herein, the term "composite" includes a ferroelectric liquid crystal material and a polymer formed by photopolymerization. The polymer may be a linear polymer or a crosslinked polymer, or may be a mixture thereof. Further, the composite may contain an unreacted material of a photopolymerizable monomer that is a raw material of the polymer.

【0025】複合体中の高分子は網目構造をとってお
り、この網目構造によって強誘電性液晶分子の配向が安
定化される。高分子が線状高分子の場合、高分子鎖の絡
み合いによる物理的な網目構造が形成される。また、高
分子が架橋高分子の場合、化学結合による網目構造が形
成される。
The polymer in the composite has a network structure, and this network structure stabilizes the orientation of the ferroelectric liquid crystal molecules. When the polymer is a linear polymer, a physical network structure is formed by the entanglement of polymer chains. Further, when the polymer is a cross-linked polymer, a network structure is formed by a chemical bond.

【0026】(好適な液晶分子の配向状態)強誘電性液
晶表示素子が提案された当初、強誘電性液晶相は基板に
垂直な方向に「ブックシェルフ層構造」(図3(a))
をとっていると考えられていた。しかし、その後の研究
により、通常の強誘電性液晶相は、図3(b)に示すよ
うな「シェブロン層構造」をとることが分かってきた。
(Preferable Alignment State of Liquid Crystal Molecules) When a ferroelectric liquid crystal display device was first proposed, the ferroelectric liquid crystal phase had a "bookshelf layer structure" in a direction perpendicular to the substrate (FIG. 3 (a)).
Was considered to be taking. However, subsequent studies have revealed that the ordinary ferroelectric liquid crystal phase has a “chevron layer structure” as shown in FIG.

【0027】本発明者らは、上下基板に同一方向にプレ
ティルト角を付与した強誘電性液晶表示素子において
は、シェブロン層構造内の液晶分子の分子配列の違いに
より、液晶分子は4つの配向状態(C1U、C1T、C
2U、C2T)をとり得ることを見出した。C1および
C2は、それぞれ、強誘電性液晶分子のプレティルトの
方向とシェブロン層構造の折れ曲がり方向に基づいて定
義される。C1は強誘電性液晶分子のプレティルトの方
向とシェブロン層構造の折れ曲がり方向が反対の場合で
ある。C2は強誘電性液晶分子のプレティルトの方向と
シェブロン層構造の折れ曲がり方向が同一の場合であ
る。この4つの配向状態のうち、実用的に重要なC1U
(C1−ユニフォーム)配向とC2U(C2−ユニフォ
ーム)配向の分子配向モデルを図4に示す。図4(a)
は、液晶表示素子を断面からみた図を示す。図4(a)中
の楕円形は、プレティルト角θpを有する液晶分子、C
1およびC2は、それぞれC1U配向およびC2U配向
を示す。図4(b)は、C1U配向およびC2U配向のよ
り詳細な分子配向を示す。図4(c)は、図4(a)に示され
る液晶層に対応する部分の基板に垂直な方向からみた図
を示す。
In the ferroelectric liquid crystal display device in which the upper and lower substrates are provided with pretilt angles in the same direction, the inventors of the present invention have four alignment states of liquid crystal molecules due to the difference in the molecular arrangement of the liquid crystal molecules in the chevron layer structure. (C1U, C1T, C
2U, C2T). C1 and C2 are defined based on the pretilt direction of the ferroelectric liquid crystal molecules and the bending direction of the chevron layer structure, respectively. C1 is the case where the pretilt direction of the ferroelectric liquid crystal molecules is opposite to the bending direction of the chevron layer structure. C2 is the case where the pretilt direction of the ferroelectric liquid crystal molecules and the bending direction of the chevron layer structure are the same. Of these four orientation states, C1U which is practically important
A molecular orientation model of (C1-uniform) orientation and C2U (C2-uniform) orientation is shown in FIG. Figure 4 (a)
Shows a view of the liquid crystal display element as seen from a cross section. The elliptical shape in FIG. 4 (a) is a liquid crystal molecule having a pretilt angle θp, C
1 and C2 indicate C1U and C2U orientations, respectively. FIG. 4 (b) shows more detailed molecular orientations of the C1U orientation and the C2U orientation. FIG. 4C shows a view of a portion corresponding to the liquid crystal layer shown in FIG. 4A as seen from a direction perpendicular to the substrate.

【0028】強誘電性液晶材料の誘電異方性が正か0付
近の場合、C2U配向ではバイアス電圧によって液晶分
子に大きな揺らぎが生じる。従って、この場合、高コン
トラストを示す液晶表示装置が得られない。しかし、強
誘電性液晶材料が負の誘電異方性(Δε<0)を有する
場合には、この液晶材料は特異なτ−Vmin特性(ここ
で、τは応答速度、Vは印加電圧)を示す。そして、こ
の特性を利用すると、ACスタビライズ効果によってC
2U配向でも液晶表示装置を高コントラストとすること
が可能となる。ACスタビライズ効果とは、通常の強誘
電性液晶材料では、電圧(V)を高くしていくと液晶材
料の応答速度(τ)は単調に速くなっていくのに対し
て、強誘電性液晶材料の誘電異方性が負で、自発分極が
あまり大きくない場合には、ある電圧(V)に対して応
答速度(τ)が極小値(τ−Vmin)を示す現象をい
う。これは、電圧の実効値が大きくなると誘電異方性の
効果が大きくなるためである。
When the dielectric anisotropy of the ferroelectric liquid crystal material is positive or near 0, a large fluctuation occurs in the liquid crystal molecules due to the bias voltage in the C2U orientation. Therefore, in this case, a liquid crystal display device having high contrast cannot be obtained. However, when the ferroelectric liquid crystal material has a negative dielectric anisotropy (Δε <0), this liquid crystal material has a peculiar τ-Vmin characteristic (where τ is a response speed and V is an applied voltage). Show. Then, if this characteristic is used, C is generated by the AC stabilization effect.
Even in the 2U orientation, the liquid crystal display device can have high contrast. The AC stabilization effect means that in a normal ferroelectric liquid crystal material, the response speed (τ) of the liquid crystal material monotonically increases as the voltage (V) is increased, whereas the ferroelectric liquid crystal material When the dielectric anisotropy is negative and the spontaneous polarization is not so large, the response speed (τ) exhibits a minimum value (τ-Vmin) with respect to a certain voltage (V). This is because the effect of dielectric anisotropy increases as the effective value of voltage increases.

【0029】通常、C1配向が高温側で現れ、温度の低
下と共にC2配向の方が安定になる。また、C1U配向
は温度変化や液晶表示装置の駆動によってC2配向やC
1T配向に変化しやすい。従って、C1配向は温度変化
に対して不安定なため、C2U配向の方が、液晶表示装
置の広い動作温度範囲を確保するのに有利な配向状態で
ある。また、C2U配向とC1U配向での液晶材料の応
答速度を比べると、C2U配向の方が液晶材料の応答速
度が速く、そしてメモリ性効果が大きい。
Usually, the C1 orientation appears on the high temperature side, and the C2 orientation becomes more stable as the temperature decreases. In addition, the C1U orientation is changed to the C2 orientation or the C2 orientation by driving the liquid crystal display device.
Easy to change to 1T orientation. Therefore, since the C1 orientation is unstable with respect to temperature change, the C2U orientation is an orientation state that is more advantageous for ensuring a wide operating temperature range of the liquid crystal display device. Further, comparing the response speeds of the liquid crystal material in the C2U orientation and the C1U orientation, the response speed of the liquid crystal material in the C2U orientation is faster and the memory effect is larger.

【0030】従って、負の誘電異方性を有する強誘電性
液晶材料のC2U配向を用いたτ−Vminモードは、液
晶表示装置において高速で書き込みを行える点、高コン
トラストが得られる点、広い動作温度範囲が得られる点
で好ましい。
Therefore, the τ-Vmin mode using the C2U orientation of the ferroelectric liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is that writing can be performed at high speed in a liquid crystal display device, high contrast can be obtained, and wide operation. It is preferable in that a temperature range can be obtained.

【0031】均一なC2U配向を得るためには、基板に
プレティルト角を付与することが必要である。プレティ
ルト角としては、通常、0〜20°、好ましくは3〜8
°の中程度のプレティルト角が好適である。
In order to obtain a uniform C2U orientation, it is necessary to impart a pretilt angle to the substrate. The pretilt angle is usually 0 to 20 °, preferably 3 to 8
A moderate pretilt angle of ° is preferred.

【0032】(配向制御方法)基板にプレティルト角を
付与する方法としては、液晶セルを形成する基板に高分
子材料や無機材料を塗布後、これを繊維で擦るラビング
法、表面張力の低い化合物を塗布する垂直配向法、Si
2などの斜め蒸着による斜め配向法、また、ラビング
処理を行わない水平配向膜、または無処理基板(基板に
透明電極を設置した基板)などを使用し得る。本発明に
おいては、ラビング法が好ましい。特に、中程度のプレ
ティルト角を実現するようにラビングした配向膜をパラ
レルラビング(ラビング方向が略平行となるように貼り
合わせてセルを作製する方法)することが、液晶材料の
C2配向が生じやすい点で好ましい。配向膜としては、
有機高分子膜が好ましい。膜を形成するための高分子と
して、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどが使用さ
れ得る。例えば、ポリイミドとしては、AL1054、
AL3356、AL5357(これらは全て日本合成ゴ
ム製)などを用いることによって中程度のプレティルト
角を実現し得る。
(Orientation control method) As a method of imparting a pretilt angle to a substrate, a rubbing method of rubbing a polymer material or an inorganic material on a substrate for forming a liquid crystal cell and rubbing it with a fiber, or a compound having a low surface tension is used. Vertical alignment method for coating, Si
An oblique alignment method using oblique vapor deposition of O 2 or the like, a horizontal alignment film not subjected to rubbing treatment, or a non-treated substrate (a substrate having a transparent electrode provided on the substrate) may be used. In the present invention, the rubbing method is preferred. In particular, C2 alignment of the liquid crystal material is likely to occur when the alignment film rubbed to achieve a medium pretilt angle is parallel rubbed (a method of manufacturing by laminating the alignment films so that the rubbing directions are substantially parallel to each other). It is preferable in terms. As the alignment film,
Organic polymer membranes are preferred. As the polymer for forming the film, polyimide, polyvinyl alcohol, etc. may be used. For example, as the polyimide, AL1054,
A medium pretilt angle can be realized by using AL3356, AL5357 (all of which are made of Japan Synthetic Rubber) or the like.

【0033】(好適な強誘電性液晶表示装置の製造方
法)本発明の強誘電性液晶表示装置の好適な製造方法と
しては、まず、少なくとも透明電極およびパラレルラビ
ングした配向膜を有する基板をスペーサーにより間隙を
介して設置し、セルを構成する。次に、強誘電性液晶材
料と光重合性モノマー材料との混合物を注入する。次い
で、混合物が等方性液体になる温度にまで加熱した後、
液晶材料がキラルスメクティックC相を示す温度にまで
混合物を冷却し、次いで液晶材料がキラルスメクティッ
クC相を示す温度範囲で光重合性モノマー材料を光重
合、例えばセルに紫外線を照射することによって重合し
て高分子を形成する工程、または混合物を等方性液体に
なる温度にまで加熱した後、この温度で光重合性モノマ
ー材料を光重合し、その後、強誘電性液晶材料と生成し
た高分子とからなる複合体を、この複合体中の強誘電性
液晶材料がキラルスメクティックC相を示す温度にまで
冷却する工程によっても、本発明の強誘電性液晶表示液
晶表示装置を好適に製造し得る。好ましくは、適切な液
晶分子の配向状態が形成される温度にまで混合物を冷却
した後、その状態で光重合する。この場合は、液晶分子
の配向状態が乱されにくいため、適切な配向状態を有す
る液晶材料と高分子材料とからなる複合体が得られ得
る。
(Preferable Method of Manufacturing Ferroelectric Liquid Crystal Display Device) As a preferable method of manufacturing the ferroelectric liquid crystal display device of the present invention, first, a substrate having at least a transparent electrode and a parallel-rubbed alignment film is formed with a spacer. It is installed through a gap to form a cell. Next, a mixture of the ferroelectric liquid crystal material and the photopolymerizable monomer material is injected. Then, after heating to a temperature at which the mixture becomes an isotropic liquid,
The mixture is cooled to a temperature at which the liquid crystal material exhibits a chiral smectic C phase, and then the photopolymerizable monomer material is photopolymerized in a temperature range in which the liquid crystal material exhibits a chiral smectic C phase, for example, by irradiating the cell with UV light. To form a polymer, or after heating the mixture to a temperature at which it becomes an isotropic liquid, the photopolymerizable monomer material is photopolymerized at this temperature, and then the ferroelectric liquid crystal material and the produced polymer are mixed. The ferroelectric liquid crystal display liquid crystal display device of the present invention can be suitably manufactured also by the step of cooling the composite consisting of the above to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal material in the composite exhibits the chiral smectic C phase. Preferably, the mixture is cooled to a temperature at which a proper alignment state of liquid crystal molecules is formed, and then photopolymerization is performed in that state. In this case, since the alignment state of the liquid crystal molecules is less likely to be disturbed, a composite of the liquid crystal material and the polymer material having an appropriate alignment state can be obtained.

【0034】上記セル厚としては、1.0μm〜2.0
μmが好ましい。
The cell thickness is 1.0 μm to 2.0.
μm is preferred.

【0035】上記光重合性モノマー材料を光重合させる
時間は、通常1分〜20分である。
The time for photopolymerizing the photopolymerizable monomer material is usually 1 to 20 minutes.

【0036】(強誘電性液晶材料)本発明で用いられる
強誘電性液晶材料としては、SCE8(ヘキスト社
製)、ZLI-4237-000(メルク社製)、ZLI-5014-000(メ
ルク社製)及びCS-1014(チッソ社製)を挙げる
ことができる。これらの液晶材料を混合して用いてもよ
い。上述したように、C2U配向を用いたτ−Vminモ
ードの利点を生かすことができるので、負の誘電異方性
を有する強誘電性材料が好ましい。本願発明による複合
体の特性は、複合体を構成する強誘電性液晶材料と高分
子材料(光重合性モノマー材料)との組み合わせに依存
するので、要求される特性に応じて、所望の誘電率や自
発分極の大きさを有する強誘電性液晶材料を適宜選択す
ることができる。
(Ferroelectric Liquid Crystal Material) Ferroelectric liquid crystal materials used in the present invention include SCE8 (manufactured by Hoechst), ZLI-4237-000 (manufactured by Merck), ZLI-5014-000 (manufactured by Merck). ) And CS-1014 (manufactured by Chisso Corporation). These liquid crystal materials may be mixed and used. As described above, a ferroelectric material having a negative dielectric anisotropy is preferable because the advantage of the τ-Vmin mode using the C2U orientation can be utilized. Since the characteristics of the composite according to the present invention depend on the combination of the ferroelectric liquid crystal material and the polymer material (photopolymerizable monomer material) forming the composite, the desired dielectric constant can be set according to the required characteristics. Alternatively, a ferroelectric liquid crystal material having a magnitude of spontaneous polarization can be appropriately selected.

【0037】(光重合性モノマー)本発明に用いられる
光重合性モノマー材料としては、例えば、C3以上の長
鎖アルキル基または芳香族基を有するアクリル酸または
アクリル酸エステルを使用し得る。これらの例として
は、イソブチルアクリレート、ステアリルアクリレー
ト、ラウリルアクリレート、イソアミルアクリレート、
n−ブチルアクリレート、トリデシルアクリレート、2
−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリ
レート、ベンジルアクリレート、2−フェノキシエチル
アクリレート;これらのアクリレートをメタクリレート
に換えたもの;およびこれらのモノマーのハロゲン化物
(特に塩素化、またはフッ素化したモノマー)、例え
ば、2,2,3,4,4,4−へキサフルオロブチルメ
タクリレート、2,2,3,4,4,4−へキサクロロ
ブチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオ
ロプロピルメタクリレート、2,2,3,3−テトラク
ロロプロピルメタクリレート、パーフルオロオクチルエ
チルメタクリレート、パークロロオクチルエチルメタク
リレート、パーフルオロオクチルエチルアクリレート、
パークロロオクチルエチルアクリレートを挙げることが
できる。これらモノマーは、単独または2種以上混合し
て使用し得る。
(Photopolymerizable Monomer) As the photopolymerizable monomer material used in the present invention, for example, acrylic acid or acrylate having a C3 or longer long-chain alkyl group or aromatic group can be used. Examples of these are isobutyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, isoamyl acrylate,
n-butyl acrylate, tridecyl acrylate, 2
-Ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate; these acrylates replaced by methacrylates; and halides of these monomers (especially chlorinated or fluorinated monomers), for example 2,2 , 3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate, 2,2,3,4,4,4-hexachlorobutyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2 3,3-tetrachloropropyl methacrylate, perfluorooctylethyl methacrylate, perchlorooctylethyl methacrylate, perfluorooctylethyl acrylate,
Mention may be made of perchlorooctylethyl acrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more.

【0038】強誘電性液晶材料と光重合性モノマー材料
との混合物における光重合性モノマー材料の含有量は、
混合物の総重量に対して、1〜10重量%、特に2〜5
重量%が好ましい。光重合性モノマー材料の濃度が10
重量%を超えると、液晶分子の動きを規制する力が強く
なり過ぎて、液晶表示装置の応答速度が遅くなる。ま
た、液晶材料の配向状態が悪化する。1重量%より少な
いと、耐ショック性の効果が得られない。さらにポリマ
ーの物理的強度を高めるために2官能以上の多官能性モ
ノマーを共重合し得る。多官能性モノマーとしては、例
えば、ビスフェノールAジメタクリレート、ビスフェノ
ールAジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタ
クリレート、1,6−へキサンジオールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロー
ルメタンテトラアクリレートを使用し得る。
The content of the photopolymerizable monomer material in the mixture of the ferroelectric liquid crystal material and the photopolymerizable monomer material is
1-10% by weight, in particular 2-5, relative to the total weight of the mixture
% By weight is preferred. The concentration of the photopolymerizable monomer material is 10
When the content exceeds the weight%, the force that regulates the movement of liquid crystal molecules becomes too strong and the response speed of the liquid crystal display device becomes slow. In addition, the alignment state of the liquid crystal material deteriorates. If it is less than 1% by weight, the effect of shock resistance cannot be obtained. Further, in order to increase the physical strength of the polymer, a polyfunctional monomer having two or more functional groups may be copolymerized. Examples of polyfunctional monomers include bisphenol A dimethacrylate, bisphenol A diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, Tetramethylolmethane tetraacrylate may be used.

【0039】また、上記モノマーに、必要に応じて塩素
化及びフッ素化されたポリマーやオリゴマーを混合して
使用し得る。また、強誘電性液晶材料と類似の構造を有
するモノマーを共重合してもよい。
If necessary, a chlorinated or fluorinated polymer or oligomer may be mixed with the above-mentioned monomer before use. Further, a monomer having a structure similar to that of the ferroelectric liquid crystal material may be copolymerized.

【0040】(光重合開始剤)本発明の光重合性モノマ
ー材料は、所望に応じて光重合開始剤を含み得る。光重
合開始剤の例としては、Irgacure 651、Irgacure 184
(チバガイギー社製)、およびDarocure 1137(メルク
社製)等を挙げることができる。光重合開始剤は、液晶
材料と光重合性モノマー材料組成物との混合物の総重量
に対して0〜1重量%、必要に応じて添加するのが好ま
しい。1重量%より多いと、重合速度が速くなり過ぎ、
かつ副反応を助長する。
(Photopolymerization Initiator) The photopolymerizable monomer material of the present invention may contain a photopolymerization initiator, if desired. Examples of the photopolymerization initiator include Irgacure 651, Irgacure 184
(Manufactured by Ciba Geigy), and Darocure 1137 (manufactured by Merck). The photopolymerization initiator is preferably added in an amount of 0 to 1% by weight based on the total weight of the mixture of the liquid crystal material and the photopolymerizable monomer material composition, if necessary. If it is more than 1% by weight, the polymerization rate becomes too fast,
And promotes side reactions.

【0041】C2U配向を有する強誘電性液晶材料と高
分子材料とからなる複合体を液晶表示装置に用いること
により、高速書き込み、高コントラスト、広い動作温度
範囲を示す強誘電性液晶表示装置が得られる。
By using a composite of a ferroelectric liquid crystal material having a C2U orientation and a polymer material in a liquid crystal display device, a ferroelectric liquid crystal display device exhibiting high-speed writing, high contrast and a wide operating temperature range can be obtained. To be

【0042】強誘電性液晶材料と光重合性モノマー材料
との混合物において、特定の強誘電性液晶の配向状態を
形成させた後、モノマーを光重合することにより、良好
な強誘電性液晶の配向状態が得られる。
In a mixture of a ferroelectric liquid crystal material and a photopolymerizable monomer material, a specific ferroelectric liquid crystal alignment state is formed, and then the monomer is photopolymerized to obtain a good ferroelectric liquid crystal alignment. The state is obtained.

【0043】[0043]

【実施例】【Example】

(実施例1)ガラスなどの基板1aおよび1b上に、そ
れぞれ、ITO膜2aおよび2bを作製し、フォトリソ
グラフィーなどの手法でストライプ状にパターンニング
した。これらの上に、それぞれ、Si02絶縁膜3aお
よび3bを積層し、次いで、ポリイミド配向膜4aおよ
び4b(プレティルト角=5°)を塗布し、ラビングし
た。 次に、基板laともう一方の基板1bとをラビング
方向が平行となるように、セル厚1.5μmで貼り合わ
せ、この間に、表1に示す強誘電性液晶(FLC1、こ
の強誘電性液晶材料は負の誘電異方性を示す)を99.
0重量%、光重合性モノマー材料を1.0重量%含む混
合物Aを基板間に注入した。この液晶表示装置を100
℃に加熱して、混合物Aを等方性液体状態にし、この状
態で紫外線を照射した(14mW/cm2)。この液晶
表示素子を室温まで冷却して偏光顕微鏡観察したとこ
ろ、液晶材料は良好なC2配向をとっていることがわか
った。
 (Example 1) On substrates 1a and 1b such as glass,
The ITO films 2a and 2b are formed respectively, and photolithography is performed.
Patterned in stripes by a technique such as chromatography
did. On top of each of these,2Insulating film 3a
And 3b are laminated, and then the polyimide alignment films 4a and 4a are laminated.
And 4b (pre-tilt angle = 5 °) are applied and rubbed
Was. Next, rubbing the substrate la and the other substrate 1b
Attached with a cell thickness of 1.5 μm so that the directions are parallel.
During this period, the ferroelectric liquid crystal (FLC1,
The ferroelectric liquid crystal material of No. 9 shows negative dielectric anisotropy).
A mixture containing 0% by weight and 1.0% by weight of a photopolymerizable monomer material.
Compound A was injected between the substrates. This liquid crystal display device is 100
The mixture A is heated to ℃ to make it an isotropic liquid state.
Irradiate with ultraviolet rays (14 mW / cm2). This liquid crystal
The display element was cooled to room temperature and observed under a polarizing microscope.
By the way, it can be seen that the liquid crystal material has a good C2 orientation.
Was.

【0044】この強誘電性液晶に図5に示す駆動波形を
印加して駆動実験を行った。Vd=5Vに設定し、Vs
とパルス幅τの異なるパルス幅を印加し、双安定スイッ
チングする最小パルス幅を図6にプロットした(○)。
図6は、実施例1の液晶表示装置が、電圧−メモリパル
ス幅曲線において極小値を示し、そして良好な双安定ス
イッチングを示すことを示している。
A drive experiment was conducted by applying the drive waveform shown in FIG. 5 to the ferroelectric liquid crystal. Set Vd = 5V, Vs
Pulse widths different in pulse width τ are applied, and the minimum pulse width for bistable switching is plotted in FIG. 6 (◯).
FIG. 6 shows that the liquid crystal display device of Example 1 exhibits a minimum value in the voltage-memory pulse width curve and exhibits good bistable switching.

【0045】また、島津製作所AGA−100Aを用い
て、金属台上に液晶素子を置き、これに直径1cmの円
柱金属体を0.5mm/minで降下させて圧力を印加
する方法により実施例1の液晶素子の耐ショック性を評
価したところ、液晶素子は、0.6〜1.3kgf/c
2の良好な耐ショック性を示した。
In addition, a liquid crystal element was placed on a metal base using Shimadzu AGA-100A, and a cylindrical metal body having a diameter of 1 cm was lowered at 0.5 mm / min to apply a pressure to Example 1. When the shock resistance of the liquid crystal element was evaluated, the liquid crystal element showed 0.6 to 1.3 kgf / c.
It showed a good shock resistance of m 2 .

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】(実施例2)実施例1の混合物Aを強誘電
性液晶(FLC1)を97.0重量%、光重合性モノマ
ー材料を3.0重量%含む混合物Bに変えたほかは実施
例1と同様にして強誘電性液晶表示装置を作製し、評価
した。図6にVsに対して双安定スイッチングする最小
パルス幅を示す(■)。図6は、実施例2の液晶表示装
置が、電圧−メモリパルス幅曲線において極小値を示
し、そして良好な双安定スイッチングを示すことを示し
ている。
(Example 2) Example 2 except that the mixture A of Example 1 was changed to a mixture B containing 97.0% by weight of a ferroelectric liquid crystal (FLC1) and 3.0% by weight of a photopolymerizable monomer material. A ferroelectric liquid crystal display device was prepared and evaluated in the same manner as in 1. FIG. 6 shows the minimum pulse width for bistable switching with respect to Vs (■). FIG. 6 shows that the liquid crystal display device of Example 2 exhibits a minimum value in the voltage-memory pulse width curve and exhibits good bistable switching.

【0048】また、実施例2の液晶表示装置は、1.9
〜2.5kgf/cm2の良好な耐ショック性を示し
た。
The liquid crystal display device of the second embodiment has a 1.9.
It showed a good shock resistance of ˜2.5 kgf / cm 2 .

【0049】(比較例1)光重合性モノマーを用いない
以外は、実施例1と同様にして、強誘電性液晶表示装置
を作製した。但し、光照射は行っていない。図6及び図
7にVsに対して双安定スイッチングする最小パルス幅
を示す(●)。この液晶表示装置も室温でC2配向、電
圧−メモリパルス幅曲線において極小値を示したが、耐
ショック性は0.6kgf/cm2と不良であった。
Comparative Example 1 A ferroelectric liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the photopolymerizable monomer was not used. However, no light irradiation was performed. 6 and 7 show the minimum pulse width for bistable switching with respect to Vs (●). This liquid crystal display also showed a C2 orientation at room temperature and a minimum value in the voltage-memory pulse width curve, but the shock resistance was poor at 0.6 kgf / cm 2 .

【0050】(実施例3)実施例1において、混合物A
を等方性液体状態にし、この状態で紫外線を照射するこ
とを、混合物Aを等方性液体状態にした後、室温まで冷
却して液晶材料をC2配向にし、up‐downを揃え
てからこの状態で紫外線を照射することに変えた以外
は、実施例1と同様にして強誘電性液晶表示装置を作製
し、評価した。
Example 3 Mixture A in Example 1
Is made into an isotropic liquid state, and ultraviolet rays are irradiated in this state. After making the mixture A into an isotropic liquid state, the mixture is cooled to room temperature, the liquid crystal material is aligned in C2, and up-down is aligned. A ferroelectric liquid crystal display device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that irradiation with ultraviolet rays was changed in this state.

【0051】図7にVsに対して双安定スイッチングす
る最小パルス幅を示す(○)。図7は、実施例3の液晶
表示装置が、電圧−メモリパルス幅曲線において極小値
を示し、そして良好な双安定スイッチングを示すことを
示している。
FIG. 7 shows the minimum pulse width for bistable switching with respect to Vs (◯). FIG. 7 shows that the liquid crystal display device of Example 3 exhibits a minimum value in the voltage-memory pulse width curve and exhibits good bistable switching.

【0052】また、実施例3の液晶表示装置は1.3〜
1.9kgf/cm2の良好な耐ショック性を示した。
In addition, the liquid crystal display device of the third embodiment has 1.3 to
It showed a good shock resistance of 1.9 kgf / cm 2 .

【0053】(実施例4)実施例2において、混合物B
を等方性液体状態にし、この状態で紫外線を照射するこ
とを、混合物Bを等方性液体状態にした後、室温まで冷
却して液晶材料をC2配向にし、up‐downを揃え
てからこの状態で紫外線を照射することに変えた以外
は、実施例2と同様にして強誘電性液晶表示装置を作製
し、評価した。
(Example 4) In Example 2, the mixture B was used.
Is made into an isotropic liquid state, and ultraviolet rays are irradiated in this state. After making the mixture B into an isotropic liquid state, the mixture B is cooled to room temperature to align the liquid crystal material with C2 orientation, and after aligning up-down, A ferroelectric liquid crystal display device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2 except that irradiation with ultraviolet rays was changed in this state.

【0054】図7にVsに対して双安定スイッチングす
る最小パルス幅を示す(■)。図7は、実施例4の液晶
表示装置が、電圧−メモリパルス幅曲線において極小値
を示し、そして良好な双安定スイッチングを示すことを
示している。
FIG. 7 shows the minimum pulse width for bistable switching with respect to Vs (■). FIG. 7 shows that the liquid crystal display device of Example 4 exhibits a minimum value in the voltage-memory pulse width curve and exhibits good bistable switching.

【0055】また、実施例4の液晶表示装置は1.9〜
2.0kgf/cm2の良好な耐ショック性を示した。
In addition, the liquid crystal display device of the fourth embodiment is 1.9-.
It showed a good shock resistance of 2.0 kgf / cm 2 .

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によれば、耐ショック性が良好
で、電圧−メモリパルス幅曲線において極小値を示し、
そして良好な双安定スイッチングを示す強誘電性液晶表
示装置が得られる。
According to the present invention, the shock resistance is good, and the voltage-memory pulse width curve exhibits a minimum value.
Then, a ferroelectric liquid crystal display device exhibiting good bistable switching can be obtained.

【0057】また、強誘電性液晶材料と光重合性モノマ
ー材料との混合物において、特定の強誘電性液晶の配向
状態を形成させた後、モノマーを光重合することによ
り、良好な強誘電性液晶の配向状態を有したまま、良好
な耐ショック性を示す。
Further, in a mixture of a ferroelectric liquid crystal material and a photopolymerizable monomer material, a specific ferroelectric liquid crystal alignment state is formed, and then the monomer is photopolymerized to obtain a good ferroelectric liquid crystal. It exhibits good shock resistance while maintaining the orientation state of.

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

【図1】図1は、強誘電性液晶の動作原理を示すスイッ
チング模式図である。
FIG. 1 is a switching schematic diagram showing the operating principle of a ferroelectric liquid crystal.

【図2】図2は、強誘電性液晶表示素子の構造(断面
図)である。
FIG. 2 is a structure (cross-sectional view) of a ferroelectric liquid crystal display element.

【図3】図3は、液晶の層構造の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of a layer structure of liquid crystal.

【図4】図4は、分子配向モデルの模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a molecular orientation model.

【図5】図5は、本発明の実施例に用いた駆動波形の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of drive waveforms used in the example of the present invention.

【図6】図6は、本発明の実施例1〜2および比較例1
の液晶表示装置の電圧−メモリパルス幅曲線である。
FIG. 6 is a schematic diagram of Examples 1-2 and Comparative Example 1 of the present invention.
3 is a voltage-memory pulse width curve of the liquid crystal display device of FIG.

【図7】図7は、本発明の実施例3〜4および比較例1
の液晶表示装置の電圧−メモリパルス幅曲線である。
FIG. 7 shows Examples 3 to 4 of the present invention and Comparative Example 1
3 is a voltage-memory pulse width curve of the liquid crystal display device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a、1b ガラス基板 2a、2b 電極膜 3a、3b 絶縁膜 4a、4b 配向膜 6 シール部材 7 液晶材料 9、10 基板 11 強誘電性液晶表示装置 12a、12b 偏光板 1a, 1b Glass substrate 2a, 2b Electrode film 3a, 3b Insulating film 4a, 4b Alignment film 6 Sealing member 7 Liquid crystal material 9, 10 Substrate 11 Ferroelectric liquid crystal display device 12a, 12b Polarizing plate

フロントページの続き (72)発明者 ポール ガス イギリス国 オックスフォード オーエッ クス4 4ジーエイ,オックスフォード サイエンス パーク,エドモンド ハレー ロード,シャープ ラボラトリーズ オ ブ ヨーロッパ,リミテッド 気付Front Page Continuation (72) Inventor, Paul Gas, England Oxford Oex 4 4 GF, Oxford Science Park, Edmond Halley Road, Sharp Laboratories of Europe, Limited

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 強誘電性液晶表示装置であって、 少なくとも電極膜および配向膜を有する一対の基板間に
強誘電性液晶材料と高分子材料とからなる複合体が挟持
される構造を有し、 該基板と該強誘電性液晶材料との界面における強誘電性
液晶分子のプレティルトの方向が同一であり、 該強誘電性液晶材料はシェブロン層構造を有し、そして
該シェブロン層構造の折れ曲がりの方向と、該界面にお
ける強誘電性液晶分子のプレティルトの方向とが同一で
ある、 強誘電性液晶表示装置。
1. A ferroelectric liquid crystal display device having a structure in which a composite of a ferroelectric liquid crystal material and a polymer material is sandwiched between a pair of substrates having at least an electrode film and an alignment film. The direction of the pretilt of the ferroelectric liquid crystal molecules at the interface between the substrate and the ferroelectric liquid crystal material is the same, the ferroelectric liquid crystal material has a chevron layer structure, and there is no bending of the chevron layer structure. A ferroelectric liquid crystal display device in which the direction and the pretilt direction of the ferroelectric liquid crystal molecules at the interface are the same.
【請求項2】 前記配向膜が有機高分子膜であり、そし
てラビングによってプレティルト角が付与されている、
請求項1に記載の強誘電性液晶表示装置。
2. The alignment film is an organic polymer film, and a pretilt angle is given by rubbing.
The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1.
【請求項3】 前記強誘電性液晶材料が負の誘電異方性
を有し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小
値を示す、請求項1に記載の強誘電性液晶表示装置。
3. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, wherein the ferroelectric liquid crystal material has a negative dielectric anisotropy and exhibits a minimum value in a voltage-memory pulse width curve.
【請求項4】 前記高分子材料の含有量が前記複合体の
総重量の10重量%以下である、請求項1に記載の強誘
電性液晶表示装置。
4. The ferroelectric liquid crystal display device according to claim 1, wherein the content of the polymer material is 10% by weight or less based on the total weight of the composite.
【請求項5】 強誘電性液晶表示装置の製造方法であっ
て、以下の工程:少なくとも電極膜および配向膜を有す
る基板を貼り合わせる工程;該基板間に強誘電性液晶材
料と光重合性モノマー材料との混合物を挟持する工程;
該混合物が等方性液体になる温度にまで該混合物を加熱
した後、該混合物中の強誘電性液晶材料がキラルスメク
ティックC相を示す温度にまで該混合物を冷却する工
程;および該混合物中の強誘電性液晶材料がキラルスメ
クティックC相を示す温度範囲において、該混合物中の
光重合性モノマー材料を光重合して高分子化する工程;
を包含する、製造方法。
5. A method of manufacturing a ferroelectric liquid crystal display device, which comprises the following steps: a step of bonding a substrate having at least an electrode film and an alignment film; a ferroelectric liquid crystal material and a photopolymerizable monomer between the substrates. Sandwiching the mixture with the material;
Heating the mixture to a temperature at which the mixture becomes an isotropic liquid, and then cooling the mixture to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal material in the mixture exhibits a chiral smectic C phase; and in the mixture A step of photopolymerizing the photopolymerizable monomer material in the mixture to polymerize it in a temperature range in which the ferroelectric liquid crystal material exhibits a chiral smectic C phase;
The manufacturing method including.
【請求項6】 前記混合物中の強誘電性液晶材料がキラ
ルスメクティックC相を示す温度において、前記基板と
該強誘電性液晶材料との界面における強誘電性液晶分子
のプレティルトの方向が同一であり、該強誘電性液晶材
料はシェブロン層構造を有し、そして該シェブロン層構
造の折れ曲がりの方向と、該界面における強誘電性液晶
分子のプレティルトの方向とが同一である、請求項5に
記載の製造方法。
6. The pretilt direction of the ferroelectric liquid crystal molecules at the interface between the substrate and the ferroelectric liquid crystal material is the same at a temperature at which the ferroelectric liquid crystal material in the mixture exhibits a chiral smectic C phase. The ferroelectric liquid crystal material has a chevron layer structure, and the bending direction of the chevron layer structure and the pretilt direction of the ferroelectric liquid crystal molecules at the interface are the same. Production method.
【請求項7】 強誘電性液晶表示装置の製造方法であっ
て、以下の工程:少なくとも電極膜および配向膜を有す
る基板を貼り合わせる工程;該基板間に強誘電性液晶材
料と光重合性モノマー材料との混合物を挟持する工程;
該混合物が等方性液体になる温度にまで該混合物を加熱
した後、該温度において該混合物中の光重合性モノマー
材料を光重合して高分子化する工程;高分子化後、強誘
電性液晶材料と生成した高分子とからなる複合体を、該
複合体中の強誘電性液晶材料がキラルスメクティックC
相を示す温度にまで冷却する工程;を包含する、製造方
法。
7. A method of manufacturing a ferroelectric liquid crystal display device, comprising the steps of: bonding a substrate having at least an electrode film and an alignment film; a ferroelectric liquid crystal material and a photopolymerizable monomer between the substrates. Sandwiching the mixture with the material;
Heating the mixture to a temperature at which the mixture becomes an isotropic liquid, and then photopolymerizing the photopolymerizable monomer material in the mixture at this temperature to polymerize; A ferroelectric liquid crystal material in the composite is a chiral smectic C, which is a composite of a liquid crystal material and a generated polymer.
Cooling to a temperature exhibiting a phase;
【請求項8】 前記配向膜が有機高分子膜であり、そし
てラビングによってプレティルト角が付与されている、
請求項5、6または7に記載の製造方法。
8. The alignment film is an organic polymer film, and a pretilt angle is given by rubbing.
The manufacturing method according to claim 5, 6 or 7.
【請求項9】 前記強誘電性液晶材料が負の誘電異方性
を有し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小
値を示す、請求項5、6、7または8に記載の製造方
法。
9. The manufacturing method according to claim 5, 6, 7 or 8, wherein the ferroelectric liquid crystal material has a negative dielectric anisotropy and exhibits a minimum value in a voltage-memory pulse width curve.
【請求項10】 前記光重合性モノマー材料の含有量
が、前記混合物の総重量の10重量%以下である、請求
項5、6または7に記載の製造方法。
10. The method according to claim 5, 6 or 7, wherein the content of the photopolymerizable monomer material is 10% by weight or less based on the total weight of the mixture.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008276197A (en) * 2007-03-30 2008-11-13 Dic Corp Polymer-stabilized ferroelectric liquid crystal composition and liquid crystal display device
JP2013195902A (en) * 2012-03-22 2013-09-30 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal display element

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