JPH1039310A - Liquid crystal element and its production - Google Patents
Liquid crystal element and its productionInfo
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- JPH1039310A JPH1039310A JP21331596A JP21331596A JPH1039310A JP H1039310 A JPH1039310 A JP H1039310A JP 21331596 A JP21331596 A JP 21331596A JP 21331596 A JP21331596 A JP 21331596A JP H1039310 A JPH1039310 A JP H1039310A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの端
末ディスプレイ、ワードプロセッサ、タイプライター、
テレビ受像機、ビデオカメラのビユーファインダー、プ
ロジェクターの光バルブ、液晶プリンタの光バルブ等に
用いられる液晶素子に関し、特に耐久性を改善した液晶
素子に関する発明である。The present invention relates to a computer terminal display, a word processor, a typewriter,
The present invention relates to a liquid crystal element used for a television receiver, a viewfinder of a video camera, a light valve of a projector, a light valve of a liquid crystal printer, etc., and particularly relates to a liquid crystal element with improved durability.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶素子の一つとして、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合せにより
透過光線を制御する型の液晶表示素子がクラーク(Cl
ark)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4367924号明細書等)。この強誘電性
液晶は、一般に特定の温度域において、カイラルスメク
ティック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、電界の印加のない時はその状態を維持する性
質、即ち双安定性を有し、また電界の変化に対する応答
も速やかであり、高速並びに記憶型の表示素子としての
広い利用が期待されている。2. Description of the Related Art As one type of liquid crystal element, a type of liquid crystal display element which controls transmitted light by combining with a polarizing element by using the refractive index anisotropy of ferroelectric liquid crystal molecules is known as Clark (Cl.
ark) and Lagerwall (JP-A-56-107216).
U.S. Pat. No. 4,367,924). This ferroelectric liquid crystal generally has a chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmH * ) in a specific temperature range, and responds to an electric field applied in this state to a first optically stable state. And the second optically stable state and maintain the state when no electric field is applied, that is, it has bistability. In addition, it has a quick response to a change in the electric field, and has a high speed. In addition, wide use as a storage type display element is expected.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図1に上述した液晶素
子の模式図を示す。図中(A)はその平面図、(B)は
液晶分子を示す。FIG. 1 is a schematic view of the above-mentioned liquid crystal element. In the figure, (A) shows a plan view and (B) shows liquid crystal molecules.
【0004】上記のような液晶素子を長時間駆動し、表
示動作を行なわしめると、表示部の端部領域13が黄色
に着色する現象が生じる。このような現象は、画面の見
栄えを悪くするだけでなく、液晶画素のスイッチング特
性をも変化させてしまうものであり、特にコントラスト
の高いユニフォーム配向状態のセルにおいて顕著であ
る。When the liquid crystal element is driven for a long time to perform a display operation, a phenomenon occurs in which the end region 13 of the display section is colored yellow. Such a phenomenon not only deteriorates the appearance of the screen but also changes the switching characteristics of the liquid crystal pixels, and is particularly remarkable in a cell in a uniform alignment state with high contrast.
【0005】上記着色現象は、液晶分子が領域13の方
向へ移動し、領域13における液晶層の厚み(基板間隔
或いはセル厚ともいう)が増加することによるものであ
ることが判明している。この問題を解決するために、本
発明者は基板表面に液晶の移動を妨げる凹凸を設ける方
法を試みてみたが、その凹凸の設計や作製工程が簡単で
はなかった。そこで、本発明者はより簡単な方法で上述
した問題を解決する方式を検討した。It has been found that the coloring phenomenon is caused by the liquid crystal molecules moving in the direction of the region 13 and increasing the thickness of the liquid crystal layer in the region 13 (also referred to as a substrate interval or a cell thickness). In order to solve this problem, the present inventor has tried a method of providing unevenness on the substrate surface to prevent the movement of liquid crystal, but the design and manufacturing process of the unevenness were not simple. Therefore, the inventor has studied a method for solving the above-mentioned problem by a simpler method.
【0006】本発明者は、このように液晶分子が移動す
る原因を、駆動パルスによる交流的な電界により液晶分
子の双極子モーメントが揺らぐことにより発生する電気
力学的効果によるものと推察している。The inventor of the present invention presumes that the cause of the movement of the liquid crystal molecules is due to the electrodynamic effect generated by the dipole moment of the liquid crystal molecules fluctuating due to the alternating electric field generated by the driving pulse. .
【0007】さらに、図1(B)に示す移動方向12
は、配向処理方向10と液晶分子の平均分子軸方向1
1、11’等により決まると考えられる。液晶分子の移
動方向が配向処理方向に依存していることから、この現
象は、基板界面でのプレティルトの状態、もしくはその
プレティルトにより決まる弾性エネルギー的に安定なス
メクティック層の折れ曲がり方向等に依存していること
が推察される。Further, the moving direction 12 shown in FIG.
Are the alignment direction 10 and the average molecular axis direction 1 of the liquid crystal molecules.
It is thought that it is determined by 1, 11 'and the like. Since the moving direction of the liquid crystal molecules depends on the orientation direction, this phenomenon depends on the state of the pretilt at the substrate interface or the bending direction of the smectic layer that is stable in terms of elastic energy determined by the pretilt. It is inferred that
【0008】またさらに、上記配向処理等により規制さ
れると考えられる界面規制力の強弱によっても、液晶分
子の移動方向や移動量が変化する傾向もある。しかしな
がら、例えば界面規制力を単に弱めるということのみで
は、液晶の配向を良好に保ったままで移動量を完全に抑
制することはできないと考えられる。Further, the direction and amount of movement of the liquid crystal molecules also tend to change depending on the strength of the interface regulating force which is considered to be regulated by the above-mentioned alignment treatment or the like. However, it is considered that, for example, merely weakening the interface regulating force cannot completely suppress the movement amount while maintaining the orientation of the liquid crystal in a favorable state.
【0009】本発明者の研究によると、前述の強誘電性
液晶のセル内移動現象は、その移動方向及び移動量など
が外的因子、例えば温度、液晶素子に印加する電界の強
度、周波数などに密接に結びついていることがわかっ
た。また、内的、即ちセル側の因子としては、特に界面
プレティルトα、並びに配向状態に、また自発分極Ps
の大きさ、ティルト角Θの大きさ、スメクティック相の
層の傾斜角度δなどの強誘電性液晶分子の物性に依存し
ていることがわかった。According to the study of the present inventor, the above-mentioned phenomenon that the ferroelectric liquid crystal moves within the cell depends on external factors such as temperature, intensity of electric field applied to the liquid crystal element, frequency, and the like. Was found to be closely tied to. In addition, internal factors, that is, factors on the cell side include interfacial pretilt α, orientation state, spontaneous polarization Ps
, The tilt angle Θ, and the inclination angle δ of the layer of the smectic phase depended on the physical properties of the ferroelectric liquid crystal molecules.
【0010】このうち、温度、電界強度、周波数は応答
速度に影響を与えるPsなどと互いにトレードオフの関
係にあり、フレーム周波数、デューティー比などの液晶
表示装置としての設計事項の影響を受けるため、この面
からの画期的な改善は困難であった。Among them, the temperature, the electric field strength, and the frequency have a trade-off relationship with Ps, which affects the response speed, and are affected by design items such as a frame frequency and a duty ratio as a liquid crystal display device. It was difficult to make a breakthrough improvement in this respect.
【0011】本発明の目的は、上記課題を解決し、着色
現象の防止された液晶素子を提供することにある。詳し
くは、ユニフォーム状態のセルにおいて駆動に伴う液晶
分子の移動及び該移動による液晶層の厚みの変動を防止
して、良好なスイッチング特性を示す液晶素子を簡易で
且つ信頼性の高い手段により提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a liquid crystal element in which a coloring phenomenon is prevented. Specifically, a liquid crystal element exhibiting good switching characteristics is provided by a simple and highly reliable means by preventing movement of liquid crystal molecules due to driving in a cell in a uniform state and fluctuation of the thickness of a liquid crystal layer due to the movement. It is in.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者は、液晶材料の
物性とプレティルト角αなどの素子構成の組合せをそれ
ぞれ独立に操作して多くの検討を行なったところ、プレ
ティルトαの方向性を制御することによってセル内での
液晶分子の移動現象を防ぐことができることを見出し
た。The inventor of the present invention has conducted many studies by independently operating the combination of the physical properties of the liquid crystal material and the element configuration such as the pretilt angle α, and found that the directionality of the pretilt α was controlled. By doing so, it was found that the movement phenomenon of liquid crystal molecules in the cell can be prevented.
【0013】即ち本発明は、それぞれ電極を有する上下
基板間に、少なくとも二つの光学的安定状態を示すカイ
ラルスメクティック液晶を挟持してなる液晶素子であっ
て、少なくとも一方の基板上に、流動水面上に形成され
た単分子膜を水平付着法によって複数層累積して形成さ
れた単分子膜累積配向膜を有し、該単分子累積配向膜の
少なくとも最上層2層の成膜時の基板に対する流水方向
が異なっていることを特徴とする液晶素子及びその製造
方法である。That is, the present invention relates to a liquid crystal element comprising at least two chiral smectic liquid crystals exhibiting an optically stable state sandwiched between upper and lower substrates each having an electrode. Has a monomolecular film cumulative alignment film formed by accumulating a plurality of monomolecular films formed on the substrate by a horizontal deposition method, and flowing water to the substrate when forming at least the uppermost two layers of the monomolecular film. A liquid crystal element having different directions and a method for manufacturing the same.
【0014】本発明の液晶素子においては、単分子膜累
積配向膜を累積する際に下地に単分子膜累積法以外の方
法によって作製した高分子材料層が存在する場合に該単
分子膜累積配向膜の配向状態が優れており、特に、下地
高分子材料層にラビング処理を施した場合に良好な配向
状態が得られる。この場合の高分子材料としては、単分
子膜累積配向膜材料と同じ素材であっても、異なる素材
であってもよいが、同じ素材の方が配向状態が良好であ
る場合が多く、一方、異なる素材の場合にはスイッチン
グ特性が良い場合が多い。In the liquid crystal device of the present invention, when the monomolecular film accumulating alignment film is accumulated and a polymer material layer prepared by a method other than the monomolecular film accumulating method is present as a base, the monomolecular film accumulating alignment film The orientation state of the film is excellent, and particularly when a rubbing treatment is applied to the underlying polymer material layer, a favorable orientation state can be obtained. In this case, the polymer material may be the same material as the monomolecular film cumulative alignment film material, or may be a different material, but in many cases, the same material has a better orientation state, In the case of different materials, the switching characteristics are often good.
【0015】本発明の液晶素子においてはさらに、単分
子膜累積配向膜の最上層の2層の単分子膜の成膜時の流
水条件を最適化し、プレティルト角の方向性を完全に打
ち消し、単分子膜累積配向膜上での平均的なプレティル
ト角αを0°とした場合に効果は一層顕著である。上記
累積条件を最適化するためには、上記最上層の2層の単
分子膜の成膜時の流水速度を変えても構わない。Further, in the liquid crystal device of the present invention, the conditions of flowing water at the time of forming the uppermost two monomolecular films of the monomolecular film cumulative alignment film are optimized, and the direction of the pretilt angle is completely cancelled. The effect is more remarkable when the average pretilt angle α on the molecular film cumulative alignment film is 0 °. In order to optimize the accumulation condition, the flow rate of water at the time of forming the two monolayers of the uppermost layer may be changed.
【0016】本発明は上記構成を採ることにより、液晶
分子の実質的な移動成分をなくし、良好なユニフォーム
配向を実現したものであり、具体的には、最上層の単分
子膜によって付与されるプレティルト角の方向性を、最
上層の直下の層の単分子膜によって付与されるプレティ
ルト角の方向性によって打ち消すことによって、液晶分
子の移動を完全に抑制したものである。According to the present invention, by adopting the above structure, a substantial uniform component is eliminated by eliminating a substantial moving component of liquid crystal molecules. Specifically, the present invention is provided by the uppermost monomolecular film. The movement of the liquid crystal molecules is completely suppressed by canceling the directionality of the pretilt angle by the directionality of the pretilt angle provided by the monomolecular film of the layer immediately below the uppermost layer.
【0017】[0017]
【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.
【0018】図2は、本発明の最も代表的な素子の断面
図を示したものであり、図中、21、21’はガラス基
板、22、22’は酸化スズ、酸化インジウム、酸化イ
ンジウムスズ(ITO)等からなる透明電極、23、2
3’は高分子材料層、24、24’は単分子膜累積配向
膜、25はシリカ等のビーズからなるスペーサ、26は
カイラルスメクティック液晶、27、27’は偏光板で
ある。この図には記載していないが、必要に応じて、透
明電極と配向膜との間に上下基板のショート防止層とし
てTa2 O5 、TiSiOx 等の絶縁膜を設けても良
い。FIG. 2 is a cross-sectional view of the most typical device of the present invention. In the drawing, reference numerals 21 and 21 'denote glass substrates, and 22, 22' denote tin oxide, indium oxide, and indium tin oxide. Transparent electrodes made of (ITO) or the like, 23, 2
3 'is a polymer material layer, 24 and 24' are monomolecular film cumulative alignment films, 25 is a spacer made of beads such as silica, 26 is a chiral smectic liquid crystal, and 27 and 27 'are polarizing plates. Although not shown in this figure, an insulating film such as Ta 2 O 5 or TiSiO x may be provided between the transparent electrode and the alignment film as a short-circuit prevention layer between the upper and lower substrates, if necessary.
【0019】次に本発明の特徴である単分子累積配向膜
の形成方法について詳述する。Next, a method for forming a monomolecular cumulative alignment film which is a feature of the present invention will be described in detail.
【0020】単分子膜累積配向膜は、例えば、「アプラ
イド フィジックス レターズ(Applied Ph
ysics Letters)」第63巻、第25号
3432頁〜3433頁に記載されているような、流動
圧縮を用いた水平付着法によって作製される。図3は本
発明における単分子膜累積膜の作製方法の概略を示す図
である。この方法では、分子を一軸配向させるために流
水を利用している。図3に示す方向31に一定速度で水
を流しながら、滴下位置32において、例えばポリイミ
ド配向膜の場合にはポリアミック酸アルキルアンモニウ
ム塩溶液のような、単分子膜を形成する高分子材料溶
液、またはその前駆体の溶液を滴下すると、水面上の単
分子層は水面に沿って流れていき、バリア33に流れを
止められ、流水の方向に延伸されて分子軸方向が揃う。
これを水平付着法によって基板34に移し取ると、基板
上に分子軸方向の揃った単分子膜を形成することができ
る。この操作を繰り返すことにより、基板上に分子軸方
向の揃った単分子膜累積配向膜が形成される。本方法で
は、分子軸方向の揃った単分子膜累積配向膜を、通常の
垂直浸漬法よりも迅速に作製することができるのみな
ず、水の流速を変化させることによって、高分子の延伸
の程度を広い範囲で制御性良く変化させることが可能で
ある。The monomolecular cumulative alignment film is, for example, described in “Applied Physics Letters (Applied Ph.
ysics Letters), Vol. 63, No. 25
It is prepared by a horizontal deposition method using fluid compression as described on pages 3432-3433. FIG. 3 is a view schematically showing a method for producing a monomolecular film according to the present invention. In this method, flowing water is used to uniaxially orient the molecules. While flowing water at a constant speed in the direction 31 shown in FIG. 3, at the dropping position 32, a polymer material solution for forming a monomolecular film, such as a polyamic acid alkyl ammonium salt solution in the case of a polyimide alignment film, or When the solution of the precursor is dropped, the monomolecular layer on the water surface flows along the water surface, is stopped by the barrier 33, and is stretched in the direction of flowing water so that the molecular axis directions are aligned.
When this is transferred to the substrate 34 by the horizontal attachment method, a monomolecular film having a uniform molecular axis direction can be formed on the substrate. By repeating this operation, a monomolecular film cumulative alignment film having a uniform molecular axis direction is formed on the substrate. In this method, it is not only possible to produce a monomolecular cumulative orientation film having a uniform molecular axis direction more rapidly than in a normal vertical immersion method, and by changing the flow rate of water, the stretching of the polymer can be performed. The degree can be changed over a wide range with good controllability.
【0021】上記のようにして作製した単分子膜累積配
向膜は、上記の如く分子軸の方向が流水方向に揃ってい
るので、ラビング等の配向処理を施さなくてもその表面
で液晶分子を一軸方向に配向させることが可能である。
本発明で用いる単分子膜累積配向膜の層数は、2層〜5
0層が望ましい。単分子膜の素材として例えばポリイミ
ドを用いた場合には、ポリアミック酸の単分子膜累積配
向膜を成膜した後に焼成する必要があるが、当該焼成処
理を行なった後でも高分子の軸性は保持され、液晶分子
の一軸配向は達成される。In the monomolecular film cumulative alignment film produced as described above, since the direction of the molecular axis is aligned with the flowing water direction as described above, the liquid crystal molecules can be formed on the surface without performing an alignment treatment such as rubbing. It is possible to orient uniaxially.
The number of monomolecular film cumulative alignment films used in the present invention is 2 to 5 layers.
Zero layers are desirable. When, for example, polyimide is used as the material of the monomolecular film, it is necessary to perform firing after forming a monomolecular film cumulative alignment film of polyamic acid. The liquid crystal molecules are maintained and uniaxial alignment is achieved.
【0022】上記のような水平付着法で作製した単分子
膜累積配向膜を用いた場合も、ラビング等の配向処理を
行なった場合と同様に、界面において液晶分子は図4の
ようにプレティルト角を有し、その方向性は単分子膜成
膜時の基板に対する流水の方向で決定されるということ
が本発明者の研究によって明らかになった。In the case where the monomolecular film cumulative alignment film produced by the horizontal deposition method as described above is used, similarly to the case where the alignment treatment such as rubbing is performed, the liquid crystal molecules at the interface have a pretilt angle as shown in FIG. The present inventor has clarified that the direction is determined by the direction of flowing water with respect to the substrate during the formation of a monomolecular film.
【0023】従って、この水平付着法で多層の単分子膜
累積配向膜を作製する場合、最上層直下の層の成膜の際
の基板に対する流水方向と最上層の成膜の際の流水方向
を逆にし、各々の成膜時の流水速度を最適化することに
よって平均的なプレティルト角の方向性を打ち消すこと
が可能となる。具体的には、最上層及びその直下の層の
それぞれの成膜時の、基板の方向を互いに180°回転
させるか、或いは、流水方向とバリアの位置を逆にする
ことで実施することができる。その際、流水速度も個々
に設定し、最適な条件で成膜を行なう。Therefore, when producing a multilayer monomolecular film cumulative orientation film by this horizontal deposition method, the flowing water direction with respect to the substrate when forming the layer immediately below the uppermost layer and the flowing water direction when forming the uppermost layer are determined. Conversely, by optimizing the flowing water speed at the time of each film formation, it is possible to cancel the directionality of the average pretilt angle. Specifically, at the time of film formation of each of the uppermost layer and the layer immediately below, the direction of the substrate can be rotated by 180 ° with respect to each other, or the flow direction and the position of the barrier can be reversed. . At that time, the flowing water speed is set individually, and the film is formed under the optimum condition.
【0024】本発明において用いられるカイラルスメク
ティック液晶としては、前記したSmC* 、SmH* の
他に、カイラルスメクティックI相(SmI* )、K相
(SmK* )、G相(SmG* )を示す液晶を用いるこ
とができ、例えば、特開平2−152753号公報記載
のフッ素含有液晶化合物等を用いることができる。さら
に具体的には、主鎖としてビフェニル系、フェニルピリ
ミジン系等、また側鎖にハロゲン、ハイドロカーボン、
フルオロカーボン等を有するものなど数々存在するが、
本発明においては具体的材料種の選択自由度は大きい。As the chiral smectic liquid crystal used in the present invention, in addition to the aforementioned SmC * and SmH * , a liquid crystal exhibiting a chiral smectic I phase (SmI * ), a K phase (SmK * ), and a G phase (SmG * ). For example, a fluorine-containing liquid crystal compound described in JP-A-2-152755 can be used. More specifically, biphenyl-based, phenylpyrimidine-based, etc. as the main chain, and halogen, hydrocarbon,
There are many things such as those with fluorocarbons,
In the present invention, the degree of freedom in selecting a specific material type is large.
【0025】本発明の液晶素子において、液晶分子の移
動挙動は、液晶分子の一軸配向性、単分子膜累積配向膜
の材質、単分子膜累積配向膜の層数、単分子膜累積配向
膜成膜時の流水方向及び流水速度に依存し、特に最上層
の成膜時の流水条件に大きく依存する。図5は、最上層
直下の層の成膜時の流水速度を一定にして、最上層の成
膜時の流水速度を変化させた場合における、液晶素子を
所定の駆動条件で駆動した時の液晶分子の移動速度の変
化を示した図である。尚、図5におけるV0 は、最上層
で流水方向を変えずに成膜した場合の液晶分子の移動速
度を示す。In the liquid crystal device of the present invention, the movement behavior of the liquid crystal molecules is determined by the uniaxial orientation of the liquid crystal molecules, the material of the monomolecular film cumulative alignment film, the number of the monomolecular film cumulative alignment film, the monomolecular film cumulative alignment film composition. It depends on the direction and speed of flowing water at the time of film formation, and in particular greatly depends on the conditions of flowing water when forming the uppermost layer. FIG. 5 shows the liquid crystal when the liquid crystal element was driven under a predetermined driving condition when the water flow velocity at the time of film formation of the uppermost layer was constant and the water flow velocity at the time of film formation of the uppermost layer was changed. FIG. 4 is a diagram showing a change in a moving speed of a molecule. Incidentally, V 0 in FIG. 5 shows the moving speed of the liquid crystal molecules in the case of forming without changing the water flow direction in the top layer.
【0026】液晶分子の移動速度の測定は、図6に示す
ように、上記単分子膜累積配向膜を成膜した基板を、下
駄状に印刷されたシール材63と成膜時の流水方向60
が直交するように貼り合わせ、液晶を注入したサンプル
を用いて行なう。この素子の両側の解放端に、液晶移動
方向を見るためのマーカーとしてシリコンオイル64を
垂らし、液晶分子軸が配向処理方向60に対して61又
は61’となるように書き込み波形を入力する。駆動に
よって液晶分子が移動すると、マーカーはセル内に引き
込まれ、該移動を確認することができる。As shown in FIG. 6, the measurement of the moving speed of the liquid crystal molecules is performed by assembling the substrate on which the above-described monomolecular film cumulative alignment film is formed with a seal member 63 printed in a clog shape and flowing in a flowing direction 60 during film formation.
Are bonded so as to be perpendicular to each other, and the sample is injected with liquid crystal. Silicon oil 64 is dropped at the open ends on both sides of the element as a marker for observing the liquid crystal movement direction, and a write waveform is input so that the liquid crystal molecular axis is 61 or 61 ′ with respect to the alignment processing direction 60. When the liquid crystal molecules move by driving, the markers are pulled into the cells, and the movement can be confirmed.
【0027】本発明において上記測定は、図1において
単分子膜累積配向膜の最上層直下の層の成膜時の基板に
対する流水方向を10の方向として、液晶分子が11の
状態にある時に12の方向に移動する場合を正の方向と
した。In the present invention, the above-mentioned measurement is performed when the liquid crystal molecules are in the state of 11 when the direction of flowing water with respect to the substrate is 10 when the layer immediately below the uppermost layer of the monomolecular film cumulative alignment film in FIG. The case of moving in the direction of was defined as a positive direction.
【0028】図5に示されるように、液晶分子の移動方
向は、単分子膜累積配向膜の最上層成膜時のある流速を
境にして逆転する。この点が液晶分子の移動速度が0と
なる流速で、この点は配向膜材料、最上層直下層の成膜
時の流速、単分子膜累積配向膜の層数、単分子膜の一軸
配向性等によって決定される。本発明においては、この
移動速度が0となる条件を満たしたセルを作製すること
で安定したスイッチング特性を有する素子を得ることが
できるのである。As shown in FIG. 5, the moving direction of the liquid crystal molecules is reversed at a certain flow rate at the time of forming the uppermost layer of the monomolecular film cumulative alignment film. This point is the flow rate at which the moving speed of the liquid crystal molecules becomes 0, and this point is the alignment film material, the flow rate at the time of forming the layer immediately below the uppermost layer, the number of monomolecular film cumulative alignment films, and the uniaxial orientation of the monomolecular film. Etc. are determined. In the present invention, an element having stable switching characteristics can be obtained by manufacturing a cell satisfying the condition that the moving speed becomes zero.
【0029】上記移動速度が0となるセルの液晶層の界
面における液晶分子の配向状態を調べるために、プレテ
ィルト角の測定を行なった。プレティルト角は、Jp
n.J.Appl.Phys.Vo.119(198
0)No.10,Short Notes 2013に
記載されている方法(クリスタルローテーション法)に
従って求めた。尚、測定用のセルは、上下界面での液晶
の傾きが平行且つ同一方向になるように2枚の基板を貼
り合わせて作製した。また、プレティルト角測定用の液
晶としては、チッソ社製強誘電性液晶CS−1014に
以下の構造式で示される化合物を重量比で20%混合し
たものを標準液晶として封入し、測定を行なった。尚、
この混合液晶は、10〜55℃でSmA相を示す。The pretilt angle was measured in order to examine the alignment state of the liquid crystal molecules at the interface of the liquid crystal layer of the cell where the moving speed was 0. The pretilt angle is Jp
n. J. Appl. Phys. Vo. 119 (198
0) No. 10, Short Notes 2013 (crystal rotation method). The cell for measurement was prepared by bonding two substrates so that the inclination of the liquid crystal at the upper and lower interfaces was parallel and in the same direction. In addition, as a liquid crystal for pretilt angle measurement, a liquid crystal in which a compound represented by the following structural formula was mixed at 20% by weight with a ferroelectric liquid crystal CS-1014 manufactured by Chisso Corporation was sealed as a standard liquid crystal, and measurement was performed. . still,
This mixed liquid crystal shows an SmA phase at 10 to 55 ° C.
【0030】[0030]
【化1】 Embedded image
【0031】具体的な測定法としては、液晶セルを上下
基板に垂直且つ配向処理軸を含む面で回転させながら、
回転軸と45°の角度を持つヘリウムーネオンレーザー
光を回転軸に垂直な方向から照射して透過光強度を測定
した。干渉によってできた透過光強度の双曲線群の中心
となる角と液晶セルに垂直な線とのなす角度φとし、次
式に代入してプレティルト角αを求めた。As a specific measuring method, while rotating the liquid crystal cell on a plane perpendicular to the upper and lower substrates and including the alignment processing axis,
Helium-neon laser light having an angle of 45 ° with the rotation axis was irradiated from a direction perpendicular to the rotation axis, and the transmitted light intensity was measured. The pretilt angle α was obtained by substituting the angle φ between the angle of the center of the group of hyperbolas of the transmitted light intensity generated by the interference and the line perpendicular to the liquid crystal cell into the following equation.
【0032】[0032]
【数1】 (Equation 1)
【0033】その結果、本発明において液晶の移動が観
測されなかった素子の条件では、このクリスタルローテ
ーション法で観測される平均的なプレティルト角が0°
になっていることが明らかとなった。この結果より、本
発明の液晶素子においてプレティルト角の方向性を打ち
消すことにより、液晶分子の移動を0にすることが可能
であることが示された。As a result, under the condition of the device in which the movement of the liquid crystal was not observed in the present invention, the average pretilt angle observed by this crystal rotation method was 0 °.
It became clear that it was. The results show that the liquid crystal element of the present invention can reduce the movement of liquid crystal molecules to zero by canceling out the direction of the pretilt angle.
【0034】本発明の効果は、特に、単分子膜累積法で
はなく成膜した配向膜に対して通常のラビング処理を施
した液晶セル中でのプレティルト角が小さいような配向
膜材料と液晶材料の組合せを本発明に応用した場合に有
効で、通常のラビング処理を施した液晶セル中でのプレ
ティルト角が5°以下、さらに好ましくは3°以下の組
合せを応用した場合に特に配向が良好で、コントラスト
の高い素子を得ることができる。The effects of the present invention are particularly advantageous in the case of an alignment film material and a liquid crystal material having a small pretilt angle in a liquid crystal cell obtained by subjecting the formed alignment film to a usual rubbing treatment instead of the monomolecular film accumulation method. Is effective when the combination of the present invention is applied to the present invention, and the orientation is particularly good when a combination of a pretilt angle of 5 ° or less, more preferably 3 ° or less is applied in a liquid crystal cell subjected to a normal rubbing treatment. Thus, an element having high contrast can be obtained.
【0035】また、本発明の液晶素子においては、単分
子膜累積配向膜を成膜する前に、下地層として高分子材
料を薄く成膜しておくと最終的に得られるセル中での液
晶分子の配向がより良好になり、さらに、上記下地層で
ある高分子材料層にラビング処理を施しておくことによ
りより良好な配向性が得られる。下地の高分子材料は、
その上に成膜する単分子膜と同じ材料でも異なっていて
も良いが、同じ素材の方が配向状態が良好である場合が
多く、一方、異なる素材の場合にはスイッチング特性が
良い場合が多く、いずれの効果を優先するかによって素
材を選択すれば良い。In the liquid crystal device of the present invention, if a thin film of a polymer material is formed as a base layer before forming a monomolecular film cumulative alignment film, the liquid crystal in a cell finally obtained is obtained. The orientation of the molecules becomes better, and a better orientation can be obtained by subjecting the polymer material layer as the underlayer to a rubbing treatment. The underlying polymer material is
The same material as the monomolecular film formed thereon may be the same or different, but in many cases, the same material has a better orientation state, whereas in the case of a different material, the switching characteristics are often better. The material may be selected depending on which effect is prioritized.
【0036】[0036]
【実施例1】1.1mm厚のガラス基板に900Å厚の
ITO透明電極を形成し、何も塗布しない状態のものを
基板Aとした。この基板Aに対して、ポリアミック酸の
NMP(N−メチルピロリドン)溶液をスピンコートに
より塗布し、300℃で1時間焼成してイミド化してポ
リイミドを形成した基板を基板Bとした。また、このポ
リイミド配向膜を形成した基板Bに対して表1に示すラ
ビング条件でラビング処理を施した基板を基板Cとし
た。本実施例では、このA〜Cの3種類の基板を組合せ
て液晶セルを作製した。EXAMPLE 1 A 900 mm thick ITO transparent electrode was formed on a 1.1 mm thick glass substrate. This substrate A was coated with an NMP (N-methylpyrrolidone) solution of a polyamic acid by spin coating, baked at 300 ° C. for 1 hour, and imidized to form a polyimide. Further, a substrate obtained by subjecting the substrate B on which the polyimide alignment film was formed to a rubbing treatment under the rubbing conditions shown in Table 1 was used as a substrate C. In this example, a liquid crystal cell was fabricated by combining the three types of substrates A to C.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】上記のようにして作製したA〜Cの3種類
の基板に、前述した単分子膜累積方法により10層の単
分子膜累積配向膜を形成した。用いた単分子膜累積装置
を図7に示す。図中、71はポンプ、72は貯水槽、7
3はテフロン板、74はバリア、76は単分子膜材料滴
下用マイクロシリンジである。本実施例で用いた水槽
は、長さ170cm、幅10cm、深さ0.5cmであ
る。この水槽に超純水を満たし、ポンプ71で水を一方
向に流した。流水の入口と出口には水流を緩和するため
の貯水槽72が設けられており、その各々には80個の
小さな円形の穴のあいたテフロン板73が取り付けられ
ており、均一な層流を作り出せるようになっている。ま
た、単分子膜を形成する溶液を滴下するシリンジ位置7
6から成膜位置までの距離は100cmである。On the three types of substrates A to C prepared as described above, 10 monolayer cumulative alignment films were formed by the above-described monolayer cumulative method. FIG. 7 shows the monomolecular film accumulator used. In the figure, 71 is a pump, 72 is a water tank, 7
Reference numeral 3 denotes a Teflon plate, 74 denotes a barrier, and 76 denotes a microsyringe for dropping a monomolecular film material. The water tank used in this example has a length of 170 cm, a width of 10 cm, and a depth of 0.5 cm. This water tank was filled with ultrapure water, and water was flowed in one direction by a pump 71. At the inlet and outlet of the flowing water, there are provided water tanks 72 for reducing the water flow, each of which is provided with a Teflon plate 73 having 80 small circular holes, so that a uniform laminar flow can be created. It has become. In addition, a syringe position 7 where a solution for forming a monomolecular film is dropped.
The distance from 6 to the film formation position is 100 cm.
【0039】単分子膜の成膜は、8mm/secの流速
の流水の上で上記基板B、Cの下地層の形成に用いたポ
リアミック酸のアルキルアンモニウム塩のNMP溶液を
滴下し、充分な時間が経過したところで基板を水面と平
行に接触させるという操作を繰り返して9層のポリアミ
ック酸のアルキルアンモニウム膜を成膜した後、基板を
180°回転させ、基板に対する流水の方向が逆になる
ようにして10層目を成膜した。水平付着法では、1回
の付着操作で2層の膜が基板に付着することがあり、こ
れを防止するために、本実施例では、1回毎に基板の周
囲をバリアで囲った後に付着操作を行なうようにした。
下地層としてポリイミド膜にラビング処理を施した基板
Cについては、1〜9層目の成膜時の流水方向とラビン
グ方向とが一致するようにした。最上層を成膜する際の
流速は、6、8、10、12、14mm/secと5通
り変化させた。The monomolecular film is formed by dropping an NMP solution of an alkylammonium salt of polyamic acid used for forming the underlayer of the substrates B and C on flowing water at a flow rate of 8 mm / sec for a sufficient time. After the elapse of the above, the operation of contacting the substrate in parallel with the water surface is repeated to form nine layers of the polyammonium alkylammonium film, and then the substrate is rotated 180 ° so that the direction of flowing water with respect to the substrate is reversed. To form a tenth layer. In the horizontal deposition method, two layers of film may adhere to the substrate in one deposition operation. In order to prevent this, in this embodiment, the deposition is performed after surrounding the substrate with a barrier each time. Operation was performed.
With respect to the substrate C in which the rubbing treatment was performed on the polyimide film as the base layer, the flowing water direction and the rubbing direction at the time of forming the first to ninth layers were set to be the same. The flow rate at the time of forming the uppermost layer was changed in five ways: 6, 8, 10, 12, and 14 mm / sec.
【0040】このようにして作製した単分子膜累積配向
膜は、300℃で1時間焼成してイミド化し、試料セル
を作製した。The monomolecular film cumulative alignment film thus produced was baked at 300 ° C. for 1 hour to imidize it, thereby preparing a sample cell.
【0041】作製した試料セルは、上下基板が同じ種類
のもので、上下の基板で最上層の単分子膜成膜時の流水
の方向が略平行になるようにした平行セル、略反平行に
なるようにした反平行セル、及び片側基板のみに単分子
膜累積配向膜を形成し、もう一方の基板にはITOに垂
直配向処理を施した非対称セルの3種類であり、合計4
5種類である。セルギャップは全ての試料ともに2μm
とした。The prepared sample cells were of the same type for the upper and lower substrates, and were parallel cells in which the directions of flowing water at the time of forming the uppermost monomolecular film were substantially parallel between the upper and lower substrates, and were substantially antiparallel. There are three types of anti-parallel cells, ie, an anti-parallel cell, and an asymmetric cell in which a monomolecular cumulative alignment film is formed only on one substrate, and a vertical alignment process is performed on ITO on the other substrate.
There are five types. Cell gap is 2 μm for all samples
And
【0042】試料セルは、駆動に伴う液晶の移動方向を
見るために、前述したように下駄状に印刷されたシール
材63とラビング方向(或いは流水方向)60とが直交
するように貼り合わせられており、これに等方相におい
て液晶を注入してサンプルとした。注入した液晶は、C
rystal→SmC* →SmA→Iso.という相転
移系列を有する混合液晶で、この混合液晶は、30℃の
温度条件の下でSmC* を示し、ティルト角Θが25℃
以上、自発分極が20nC/cm2 という特性を有する
ものである。The sample cell is bonded so that the clogged seal member 63 and the rubbing direction (or flowing water direction) 60 are orthogonal to each other in order to see the direction of movement of the liquid crystal during driving. The liquid crystal was injected into the isotropic phase to obtain a sample. The injected liquid crystal is C
crystal → SmC * → SmA → Iso. This mixed liquid crystal has SmC * under a temperature condition of 30 ° C., and has a tilt angle Θ of 25 ° C.
As described above, the spontaneous polarization has a characteristic of 20 nC / cm 2 .
【0043】試料セルに上記液晶を注入後、温度を室温
まで戻し、SmC* での配向状態を観察した結果、作製
した全ての素子ともに良好なユニフォーム配向状態を示
し、見かけのティルト角θa は平均で21.5°と大き
かった。θa には試料による大きなばらつきはなかっ
た。After injecting the above liquid crystal into the sample cell, the temperature was returned to room temperature, and the alignment state at SmC * was observed. As a result, all of the fabricated devices showed a good uniform alignment state, and the apparent tilt angle θ a was The average was as large as 21.5 °. The theta a there was no significant variation due to sample.
【0044】配向の均一性を定量的に評価するために、
クロスニコル下での透過率の最大値/最小値(白状態で
の透過率/黒状態での透過率)の値を求めた。結果を表
2に示す。In order to quantitatively evaluate the uniformity of the orientation,
The value of the maximum value / minimum value of the transmittance under crossed Nicols (the transmittance in a white state / the transmittance in a black state) was determined. Table 2 shows the results.
【0045】[0045]
【表2】 [Table 2]
【0046】上記表2から明らかなように、ポリイミド
下地層を形成し、且つラビング処理を施した基板Cを用
いて作製したセルにおいて特に配向が良好であることが
わかる。また、セルの貼り合わせ方向、セルの非対称性
での差異はあまり認められなかった。最上層の単分子膜
を成膜する際の流速依存性については、8〜14mm/
secの範囲では配向に大きな変化はないが、6mm/
secの場合には配向性が低下していた。As is clear from Table 2 above, it is found that the orientation is particularly good in the cell manufactured using the substrate C on which the polyimide underlayer is formed and subjected to the rubbing treatment. Also, little difference was observed in the cell bonding direction and cell asymmetry. Regarding the flow rate dependency when forming the uppermost monomolecular film, 8 to 14 mm /
In the range of sec, there is no significant change in the orientation, but 6 mm /
In the case of sec, the orientation was low.
【0047】図6に示した液晶移動速度の測定法により
本実施例の液晶セルにおける液晶分子の移動速度を測定
した。測定時の書き込み波形はパルス幅30μm、1/
3バイアス、1/1000デューティで、書き込みパル
ス電圧を20V、閾値の1.2倍のパルス幅で液晶を駆
動した。液晶の移動速度は駆動開始後5時間後のマーカ
ーの侵入距離から算出した。この結果を図8に示す。本
図は基板Cを用いた非対称セルに関する結果であり、横
軸は最上層の単分子膜成膜時の流速である。また図中の
V0 は図5と同様に、最上層の単分子膜の成膜時に流水
方向を逆転しなかった場合の移動速度である。The moving speed of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell of this embodiment was measured by the measuring method of the moving speed of the liquid crystal shown in FIG. The writing waveform at the time of measurement has a pulse width of 30 μm, 1 /
The liquid crystal was driven with a write pulse voltage of 20 V and a pulse width of 1.2 times the threshold value at 3 biases and 1/1000 duty. The moving speed of the liquid crystal was calculated from the penetration distance of the marker 5 hours after the start of driving. The result is shown in FIG. This figure shows the results for the asymmetric cell using the substrate C, and the horizontal axis shows the flow rate at the time of forming the uppermost monomolecular film. V 0 in the figure is a moving speed when the direction of flowing water is not reversed at the time of forming the uppermost monomolecular film, as in FIG.
【0048】図8から明らかなように、最上層の単分子
膜の成膜時に流水方向を逆転しなかった場合(V0 )に
は、液晶分子の移動速度は比較的大きいが、最上層の成
膜時に流水方向を逆転することで液晶分子の移動速度を
変化させることができ、さらに、流速を変えることで液
晶分子の移動速度をほぼ0にすることが可能であること
がわかる。As is apparent from FIG. 8, when the direction of flowing water is not reversed (V 0 ) at the time of forming the uppermost monomolecular film, the moving speed of the liquid crystal molecules is relatively high. It can be seen that the moving speed of the liquid crystal molecules can be changed by reversing the direction of flowing water at the time of film formation, and the moving speed of the liquid crystal molecules can be made almost zero by changing the flow speed.
【0049】基板A、Bを用いた素子、及び、平行、反
平行のいずれの素子においても、図8と同様の傾向を示
し、12mm/secの流速で最上層を成膜した素子に
おいて液晶の移動速度がほぼ0になった。The same tendency as in FIG. 8 is shown in the device using the substrates A and B, and in the device of any of parallel and anti-parallel, and in the device in which the uppermost layer is formed at a flow rate of 12 mm / sec. The moving speed became almost zero.
【0050】また、基板A〜Cの反平行セルについて、
液晶移動速度の測定に用いる試料の他に1つずつ作製
し、前述したプレティルト測定用の液晶を注入してクリ
スタルローテーション法によって各試料セルのプレティ
ルト角を測定した。その結果を図9に示す。図9は基板
Cにおける結果である。図中α0 は最上層の単分子膜の
成膜時に流水方向を逆転しなかった場合のプレティルト
角である。Further, regarding the anti-parallel cells of the substrates A to C,
One sample was prepared in addition to the sample used for measuring the liquid crystal moving speed, and the above-mentioned liquid crystal for pretilt measurement was injected, and the pretilt angle of each sample cell was measured by a crystal rotation method. FIG. 9 shows the result. FIG. 9 shows the result for the substrate C. In the drawing, α 0 is a pretilt angle when the direction of flowing water is not reversed at the time of forming the uppermost monomolecular film.
【0051】図9から明らかなように、液晶分子の移動
速度がほぼ0であった成膜時の流速が12mm/sec
の条件においては、平均的なプレティルト角もほぼ0°
となっていることがわかった。基板A、Bについてもほ
ぼ同様の結果が得られた。As is apparent from FIG. 9, the flow rate during film formation when the moving speed of the liquid crystal molecules was almost 0 was 12 mm / sec.
In the condition of, the average pretilt angle is also almost 0 °
It turned out that it became. Substantially similar results were obtained for the substrates A and B.
【0052】本実施例において液晶分子の移動が確認さ
れなかった試料は、駆動電圧、温度等を変化させた場合
にも液晶分子の移動が起こらず、安定したスイッチング
挙動を示す液晶素子を得ることができた。In the sample in which the movement of the liquid crystal molecules was not confirmed in the present embodiment, the liquid crystal molecules did not move even when the driving voltage, the temperature, etc. were changed, and a liquid crystal element showing a stable switching behavior was obtained. Was completed.
【0053】また、本実施例で単分子膜や下地層の素材
とし用いたポリアミック酸以外の材料を用いた場合で
も、成膜時の最適な流速が変わるものの、液晶分子の移
動速度が0でプレティルト角がほぼ0°となる最適値が
存在することが本発明者によって明らかになっている。Further, even when a material other than the polyamic acid used as the material of the monomolecular film and the underlayer in this embodiment is used, the moving speed of the liquid crystal molecules is 0, although the optimum flow rate at the time of film formation changes. The present inventors have found that there is an optimum value at which the pretilt angle is almost 0 °.
【0054】さらに、本実施例において基板A、Bを用
いて作製した試料セルを先述した液晶分子の移動速度測
定時の駆動条件で駆動し、白表示を続けた後、及び黒表
示を続けた後の閾値電圧の変化を調べたところ、3時間
の駆動後の閾値ずれは約1.0%程度であった。Further, in the present embodiment, the sample cells manufactured using the substrates A and B were driven under the above-described driving conditions for measuring the moving speed of the liquid crystal molecules, and the white display was continued and the black display was continued. When the change of the threshold voltage afterward was examined, the threshold shift after driving for 3 hours was about 1.0%.
【0055】[0055]
【実施例2】実施例1で形成した基板Aに、実施例1で
用いたものとは異なる組成のポリアミック酸をNMP溶
液をスピンコートにより塗布し、270℃で1時間焼成
してイミド化し、基板B’とした。この基板B’に下記
表3の条件でラビング処理を施し、基板C’とした。Example 2 On a substrate A formed in Example 1, a polyamic acid having a composition different from that used in Example 1 was applied by NMP solution by spin coating, and baked at 270 ° C. for 1 hour to imidize. Substrate B '. This substrate B 'was subjected to a rubbing treatment under the conditions shown in Table 3 below to obtain a substrate C'.
【0056】[0056]
【表3】 [Table 3]
【0057】このようにして作製した基板B’、C’
に、実施例1で用いたポリアミック酸を用いて実施例1
で形成したものと全く同じ単分子膜累積配向膜を形成
し、実施例1と同様の試料セルを作製した。また、実施
例1と同様にしてプレティルト角測定用の試料セルも作
製した。The substrates B 'and C' thus prepared
Example 1 was repeated using the polyamic acid used in Example 1.
A monomolecular film cumulative alignment film exactly the same as that formed in the above was formed, and the same sample cell as in Example 1 was produced. Further, a sample cell for pretilt angle measurement was prepared in the same manner as in Example 1.
【0058】本実施例において、見かけのティルト角θ
a は平均で22°と大きかった。In this embodiment, the apparent tilt angle θ
a was as large as 22 ° on average.
【0059】本実施例の各セルについて、クロスニコル
下での透過率の最大値/最小値の値を表4に示す。Table 4 shows the maximum value / minimum value of the transmittance under crossed Nicols for each cell of this embodiment.
【0060】[0060]
【表4】 [Table 4]
【0061】実施例1のデータと比較すると、全体の傾
向は同じであるが、実施例1の素子、即ち下地層と単分
子膜の素材が同じである方が配向の均一性が良好で、さ
らにラビング処理を施すことにより良好な配向均一性が
得られることがわかる。下地層として、他のポリイミド
やポリアミド等も検討したが、単分子膜と同じ素材を用
いた場合に比べると異なる素材を用いた場合には配向均
一性がやや劣るものが多かった。Compared with the data of Example 1, the overall tendency is the same, but the device of Example 1, that is, the same material of the underlayer and the monomolecular film has better orientation uniformity, Further, it can be seen that good alignment uniformity can be obtained by performing a rubbing treatment. Other polyimides, polyamides, and the like were also studied as the underlayer, but in many cases, the uniformity of the alignment was slightly inferior when a different material was used as compared to when the same material as the monomolecular film was used.
【0062】本実施例においても、実施例1と同じ駆動
条件で白表示を続けた後、及び黒表示を続けた後の閾値
電圧の変化を調べたところ、3時間駆動後の閾値のずれ
は0.5%以下であり、実施例1に比べて良好な特性を
示した。他のポリイミドやポリアミド等を用いた場合で
も、下地層と単分子膜の素材が異なる場合には閾値ずれ
が小さくなる傾向にあった。In this embodiment, the change in the threshold voltage after the white display and the black display were continued under the same driving conditions as in the first embodiment was examined. 0.5% or less, showing better characteristics as compared with Example 1. Even when other polyimides or polyamides are used, the threshold deviation tends to be small when the materials of the underlayer and the monomolecular film are different.
【0063】本実施例の試料セルの液晶分子の移動速度
を実施例1と同様にして測定した。その結果を図10に
示す。本図は、基板Cを用いた非対称セルについての結
果であるが、基板Bを用いた場合、及び平行、反平行の
素子についてもほぼ同じ傾向を示し、12mm/sec
の流速で最上層の単分子膜を成膜した場合に液晶分子の
移動速度が0となった。The moving speed of the liquid crystal molecules in the sample cell of the present example was measured in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG. This figure shows the results for the asymmetric cell using the substrate C, but shows the same tendency when the substrate B is used and for the parallel and anti-parallel elements, and 12 mm / sec.
When the uppermost monomolecular film was formed at the flow rate of, the moving speed of the liquid crystal molecules became zero.
【0064】また、実施例1と同様にしてプレティルト
角を測定した結果を図11に示す。プレティルト角につ
いても、実施例1と同様の傾向が見られ、12mm/s
ecにおいて0°となっていた。FIG. 11 shows the result of measuring the pretilt angle in the same manner as in Example 1. Regarding the pretilt angle, the same tendency as in Example 1 was observed, and the pretilt angle was 12 mm / s.
It was 0 ° at ec.
【0065】[0065]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動に伴う液晶分子のセル内での移動が防止され、液晶
層の厚みの変動がなくなり、良好なスイッチング特性及
び良好なユニフォーム配向を示す液晶素子を簡単な方法
で再現性良く作製することができる。As described above, according to the present invention,
The movement of liquid crystal molecules in the cell due to driving is prevented, the thickness of the liquid crystal layer does not fluctuate, and a liquid crystal element exhibiting good switching characteristics and good uniform alignment can be manufactured with a simple method with good reproducibility. .
【図1】液晶分子の移動を説明するための模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining movement of liquid crystal molecules.
【図2】本発明の液晶素子の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal element of the present invention.
【図3】本発明にかかる単分子膜の成膜工程を示す模式
図である。FIG. 3 is a schematic view showing a monomolecular film forming process according to the present invention.
【図4】界面における液晶分子のプレティルトの説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram of pretilt of liquid crystal molecules at an interface.
【図5】本発明における単分子膜累積配向膜の最上層成
膜時の流速と液晶分子の移動速度との関係を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the flow velocity and the moving velocity of liquid crystal molecules at the time of forming the uppermost layer of the monomolecular film cumulative alignment film in the present invention.
【図6】液晶分子の移動速度の測定法を説明するための
模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method for measuring a moving speed of liquid crystal molecules.
【図7】単分子膜累積装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a monomolecular film accumulating apparatus.
【図8】本発明の実施例1の液晶素子の液晶移動速度の
流速依存性を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the flow velocity dependence of the liquid crystal moving speed of the liquid crystal element of Example 1 of the present invention.
【図9】本発明の実施例1の液晶素子のプレティルト角
の流速依存性を示す図である。FIG. 9 is a view showing the flow velocity dependence of the pretilt angle of the liquid crystal element of Example 1 of the present invention.
【図10】本発明の実施例2の液晶素子の液晶移動速度
の流速依存性を示す図である。FIG. 10 is a view showing the flow velocity dependence of the liquid crystal moving speed of the liquid crystal element of Example 2 of the present invention.
【図11】本発明の実施例2の液晶素子のプレティルト
角の流速依存性を示す図である。FIG. 11 is a view showing the flow velocity dependence of the pretilt angle of the liquid crystal element of Example 2 of the present invention.
10 配向処理方向 11、11’ 平均分子軸方向 12 液晶分子移動方向 13 表示部の端部領域(着色領域) 21 ガラス基板 22 透明電極 23 高分子材料層 24 単分子膜累積配向膜 25 スペーサ 26 液晶 27 偏光板 31 流水方向 32 単分子膜材料溶液滴下位置 33 バリア 34 基板 35 単分子膜材料 61、61’ 平均分子軸方向 62、62’ 駆動波形 63 シール材 64 シリコンオイル 71 ポンプ 72 貯水槽 73 テフロン板 74 バリア 75 流水方向 76 単分子膜材料滴下用マイクロシリンジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Alignment processing direction 11, 11 'Average molecular axis direction 12 Liquid crystal molecule movement direction 13 Edge area (colored area) of display part 21 Glass substrate 22 Transparent electrode 23 Polymer material layer 24 Monomolecular film cumulative alignment film 25 Spacer 26 Liquid crystal 27 Polarizing Plate 31 Flowing Direction 32 Monomolecular Film Material Solution Dropping Position 33 Barrier 34 Substrate 35 Monomolecular Film Material 61, 61 ′ Average Molecular Axial Direction 62, 62 ′ Drive Waveform 63 Sealing Material 64 Silicon Oil 71 Pump 72 Reservoir 73 Teflon Plate 74 Barrier 75 Flow direction 76 Micro-syringe for dropping monomolecular film material
Claims (15)
なくとも二つの光学的安定状態を示すカイラルスメクテ
ィック液晶を挟持してなる液晶素子であって、少なくと
も一方の基板上に、流動水面上に形成された単分子膜を
水平付着法によって複数層累積して形成された単分子膜
累積配向膜を有し、該単分子膜累積配向膜の少なくとも
最上層2層のそれぞれの成膜時の基板に対する流水方向
が異なっていることを特徴とする液晶素子。1. A liquid crystal element comprising at least two chiral smectic liquid crystals exhibiting an optically stable state sandwiched between upper and lower substrates each having an electrode, wherein the liquid crystal element is formed on at least one substrate and on a flowing water surface. Having a monomolecular film cumulative orientation film formed by accumulating a plurality of monomolecular films by the horizontal deposition method, and flowing water to the substrate at the time of forming at least each of the uppermost two layers of the monomolecular film cumulative orientation film. A liquid crystal element characterized by different directions.
上層2層のそれぞれの成膜時の流水速度が異なっている
請求項1記載の液晶素子。2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein at least two of the uppermost layers of the monomolecular film cumulative alignment film have different flowing velocities at the time of film formation.
て、該単分子膜累積配向膜と同じ材質からなり、該単分
子膜累積法以外の方法で作製した高分子材料層を有する
請求項1又は2記載の液晶素子。3. The method according to claim 1, wherein the underlayer of the monomolecular film cumulative alignment film has a polymer material layer made of the same material as the monomolecular film cumulative alignment film and manufactured by a method other than the monomolecular film accumulation method. 3. The liquid crystal device according to 1 or 2.
て、該単分子膜累積配向膜と異なる材質からなり、該単
分子膜累積法以外の方法で作製した高分子材料層を有す
る請求項1又は2記載の液晶素子。4. The method according to claim 1, wherein the underlayer of the monomolecular film cumulative alignment film has a polymer material layer made of a material different from that of the monomolecular film cumulative alignment film and manufactured by a method other than the monomolecular film accumulation method. 3. The liquid crystal device according to 1 or 2.
施されている請求項3又は4記載の液晶素子。5. The liquid crystal device according to claim 3, wherein a rubbing treatment is performed on the polymer material layer of the underlayer.
の1/2を見かけのティルト角θa とした時、θa と上
記カイラルスメクティック液晶のティルト角Θとの関係
がΘ/2<θa ≦Θとなる請求項1〜5いずれかに記載
の液晶素子。Wherein said two when the tilt angle theta a apparent half spread angle between optically stable states, theta a and the chiral smectic relationship theta / 2 of the liquid crystal tilt angle theta < The liquid crystal device according to claim 1, wherein θ a ≦ Θ.
プレティルト角αが0°である請求項1〜6いずれかに
記載の液晶素子。7. The liquid crystal device according to claim 1, wherein an average pretilt angle α on the monomolecular film cumulative alignment film is 0 °.
方に形成されており、且つ、それぞれの最上層2層の成
膜時の基板に対する流水方向が上下基板で互いに略平行
である請求項1〜7いずれかに記載の液晶素子。8. The monomolecular film cumulative alignment film is formed on both the upper and lower substrates, and directions of flowing water with respect to the substrate when forming the uppermost two layers are substantially parallel to each other. Item 8. The liquid crystal element according to any one of Items 1 to 7.
方に形成されており、且つ、それぞれの最上層2層の成
膜時の基板に対する流水方向が上下基板で互いに略反平
行である請求項1〜7いずれかに記載の液晶素子。9. The monomolecular film cumulative alignment film is formed on both the upper and lower substrates, and the directions of flowing water with respect to the substrate when forming the two uppermost layers are substantially anti-parallel to each other. A liquid crystal device according to claim 1.
のみに形成されており、他方の基板には垂直配向処理が
施されている請求項1〜7いずれかに記載の液晶素子。10. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the monomolecular film cumulative alignment film is formed only on one substrate, and the other substrate is subjected to a vertical alignment process.
少なくとも二つの光学的安定状態を示すカイラルスメク
ティック液晶を挟持してなる液晶素子の製造方法であっ
て、 少なくとも一方の基板側に、流動水面上に形成された単
分子膜を水平付着法によって複数層累積して単分子膜累
積配向膜を形成する工程において、該単分子膜を累積さ
せる際少なくとも最上層2層のそれぞれの成膜時の基板
に対する流水分向が異なることを特徴とする液晶素子の
製造方法。11. An upper and lower substrate each having an electrode,
What is claimed is: 1. A method for manufacturing a liquid crystal device comprising a chiral smectic liquid crystal exhibiting at least two optically stable states sandwiched between at least one substrate side, a plurality of monomolecular films formed on a flowing water surface by a horizontal deposition method. In the step of accumulating and forming a monomolecular film cumulative alignment film, when the monomolecular film is accumulated, at least the uppermost two layers have different directions of flowing water with respect to the substrate at the time of film formation. Production method.
膜時の流水速度が異なっている請求項11記載の液晶素
子の製造方法。12. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 11, wherein at least two of the uppermost layers have different flowing velocities during film formation.
先立って、該単分子膜累積配向膜と同じ材質からなる高
分子材料層を下地層として、該単分子膜累積法以外の方
法で作製する工程を有する請求項11記載の液晶素子の
製造方法。13. Prior to the step of forming the monomolecular film cumulative alignment film, a polymer material layer made of the same material as the monomolecular film cumulative alignment film is used as a base layer by a method other than the monomolecular film cumulative method. The method for manufacturing a liquid crystal element according to claim 11, further comprising a step of manufacturing.
先立って、該単分子膜累積配向膜と異なる材質からなる
高分子材料層を下地層として、該単分子膜累積法以外の
方法で作製する工程を有する請求項11記載の液晶素子
の製造方法。14. Prior to the step of forming a monomolecular film cumulative alignment film, a polymer material layer made of a material different from that of the monomolecular film cumulative alignment film is used as a base layer by a method other than the monomolecular film accumulation method. The method for manufacturing a liquid crystal element according to claim 11, further comprising a step of manufacturing.
ング処理を施す工程を有する請求項13又は14記載の
液晶素子の製造方法。15. The method for manufacturing a liquid crystal element according to claim 13, further comprising a step of performing a rubbing treatment on the polymer material layer as the underlayer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21331596A JPH1039310A (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Liquid crystal element and its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21331596A JPH1039310A (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Liquid crystal element and its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1039310A true JPH1039310A (en) | 1998-02-13 |
Family
ID=16637118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP21331596A Withdrawn JPH1039310A (en) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | Liquid crystal element and its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1039310A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6728095B2 (en) | 1997-10-29 | 2004-04-27 | Asahi Glass Company Ltd. | Electric double layer capacitor |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP21331596A patent/JPH1039310A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6728095B2 (en) | 1997-10-29 | 2004-04-27 | Asahi Glass Company Ltd. | Electric double layer capacitor |
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