JPH11101993A - Liquid crystal element, method for controlling orientation of liquid crystal and manufacture of liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element, method for controlling orientation of liquid crystal and manufacture of liquid crystal element

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JPH11101993A
JPH11101993A JP21742198A JP21742198A JPH11101993A JP H11101993 A JPH11101993 A JP H11101993A JP 21742198 A JP21742198 A JP 21742198A JP 21742198 A JP21742198 A JP 21742198A JP H11101993 A JPH11101993 A JP H11101993A
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Takashi Moriyama
孝志 森山
Yoshimasa Mori
省誠 森
Kiyoshi Miura
聖志 三浦
Yasuyuki Watabe
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal element of which both orientation uniformity and driving characteristics are compatibly improved. SOLUTION: Liquid crystal 11 is held between a pair of substrates 12a, 12b and an orientation controlling layer 15a having an uniaxial orientation regulating force to the liquid crystal 11 is selectively provided on at least one substrate. When temp. drops, in the liquid crystal 11 transition generates to the liquid crystal phase from a region being in contact with a plane R1 parallel to the substrate of the orientation controlling layer 15a in a phase transition process of liquid phase-liquid crystal phase and, then, a liquid crystal phase transition region is continuously enlarged along an axial direction of the uniaxial orientation regulating force of the orientation controlling layer 15a to form an orientation state.

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】本発明はフラットパネルディ
スプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンター
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子、該
素子における液晶の配向制御方法、及び該素子の製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal element used for a light valve used in a flat panel display, a projection display, a printer, and the like, a method for controlling the alignment of liquid crystal in the element, and a method for manufacturing the element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、ネマティック液晶表示素子に
おいて、一つ一つの画素にトランジスタのような能動素
子を配置した、アクティブマトリクス(たとえばTF
T)といわれる液晶素子の開発が行われている。現在こ
のTFTを用いた液晶表示素子に用いられるネマチック
液晶のモードとして、たとえばエム・シャット(M.S
chadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Hel
frich)著Applied Physics Le
tters第18巻、第4号(1971年2月15日発
行)第127頁から128頁において示されたツイステ
ッドネマチック(Twisted Nematic)モ
ードが広く用いられている。また、最近では横方向電界
を利用したインプレインスイッチング(In−Plai
n Switching)モードが発表されており、ツ
イステッドネマチッモード液晶ディスプレイの欠点であ
った視野角特性の改善がなされている。その他、上述し
たTFT等の能動素子を用いない、ネマティック液晶表
示素子の代表例として、スーパーツイステッドネマティ
ック(Super Twisted Nematic)
モードがある。このように、こうしたネマティック液晶
を用いた液晶表示素子は様々なモードが存在するのであ
るが、そのいずれのモードの場合にも液晶の応答速度が
数十ミリ秒以上かかってしまうという問題点が存在し
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a nematic liquid crystal display device, an active matrix (for example, a TF) in which an active element such as a transistor is disposed in each pixel.
A liquid crystal element called T) is being developed. As a mode of a nematic liquid crystal currently used for a liquid crystal display device using this TFT, for example, M.S.
chadt) and W. Helfrich
frich) Applied Physics Le
Twistered Nematic mode shown on pages 127 to 128 of ters Vol. 18, No. 4 (published on Feb. 15, 1971) is widely used. Recently, in-plane switching (In-Plai switching) using a lateral electric field has been proposed.
n Switching) mode has been announced, and the viewing angle characteristic which has been a defect of the twisted nematic mode liquid crystal display has been improved. In addition, as a typical example of a nematic liquid crystal display element that does not use an active element such as the above-described TFT, a super twisted nematic (Super Twisted Nematic) is used.
There is a mode. As described above, there are various modes in such a liquid crystal display device using a nematic liquid crystal, but in any of these modes, there is a problem that the response speed of the liquid crystal takes several tens of milliseconds or more. did.

【0003】このような従来型のネマティック液晶素子
の欠点を改善するものとして、双安定性を示す液晶を用
いた素子がクラーク(Clark)およびラガウェル
(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)。この双安定性を示す液晶としては、一般に
カイラルスメクチックC相を示す強誘電性液晶が用いら
れている。この強誘電性液晶は、自発分極により反転ス
イッチングを行うため、非常に速い応答速度が得られる
上にメモリー性のある双安定状態を発現させることがで
きる。さらに視野角特性も優れていることから、高速、
高精細、大面積の表示素子あるいはライトバルブとして
適していると考えられる。
In order to improve the disadvantages of such a conventional nematic liquid crystal device, a device using a liquid crystal exhibiting bistability has been proposed by Clark and Lagerwall (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 56). -107216, U.S. Pat.
Specification). As the liquid crystal exhibiting the bistability, a ferroelectric liquid crystal exhibiting a chiral smectic C phase is generally used. Since the ferroelectric liquid crystal performs inversion switching by spontaneous polarization, a very fast response speed can be obtained and a bistable state having a memory property can be developed. Furthermore, because the viewing angle characteristics are excellent, high speed,
It is considered to be suitable as a high-definition, large-area display element or light valve.

【0004】一方、最近では3安定性を示す反強誘電性
液晶が注目されている。この反強誘電性液晶も強誘電性
液晶同様に、自発分極により反転スイッチングを行うた
め、非常に速い応答速度が得られる。この液晶材料は、
電界無印加時には液晶分子は互いの自発分極を打ち消し
合うような分子配列構造をとるため、電界を印加しない
状態では自発分極は存在しないことが特徴となってい
る。更に最近では、この反強誘電性液晶をアクティブマ
トリクス素子にて駆動するために開発された無閾反強誘
電性液晶も報告されている。
On the other hand, recently, antiferroelectric liquid crystals exhibiting three stability have attracted attention. This antiferroelectric liquid crystal performs reversal switching by spontaneous polarization similarly to the ferroelectric liquid crystal, so that a very fast response speed can be obtained. This liquid crystal material
When an electric field is not applied, the liquid crystal molecules have a molecular alignment structure that cancels out each other's spontaneous polarization. Therefore, it is characterized in that there is no spontaneous polarization when no electric field is applied. More recently, a thresholdless antiferroelectric liquid crystal developed to drive this antiferroelectric liquid crystal by an active matrix element has been reported.

【0005】こうした自発分極による反転スイッチング
を行う強誘電性液晶や反強誘電性液晶は、いずれもスメ
クチック液晶相を示す液晶である。すなわち、従来ネマ
ティック液晶が抱えていた応答速度に関する問題点を解
決できるという意味において、スメクチック液晶を用い
た液晶表示素子の実現が期待されている。
[0005] Ferroelectric liquid crystals and antiferroelectric liquid crystals that perform inversion switching by such spontaneous polarization are liquid crystals exhibiting a smectic liquid crystal phase. That is, the realization of a liquid crystal display device using a smectic liquid crystal is expected in the sense that the problem relating to the response speed of the conventional nematic liquid crystal can be solved.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】こうした優れた特長を
有するスメクチック液晶表示素子においては、特に自発
分極による反転スイッチングを行う強誘電性液晶を用い
た素子の場合、素子内で液晶の配向制御を司る、特に一
軸配向規制を行う通常絶縁性材料からなる配向制御層の
厚みを薄くして配向制御層の電気容量を大きくすること
によって、反電場、即ち素子内で液晶の自発分極により
誘起されて生じる逆方向の電場を小さくし、スイッチン
グ特性が向上させ、駆動マージンが拡大させるようにす
る。反電場の発生は自発分極の大きさを大きくするほど
顕著に現れるため、応答速度向上のため自発分極の大き
な液晶材料を用いようとする場合には特に絶縁性の配向
制御膜の薄膜化は必須となる。
In a smectic liquid crystal display device having such excellent features, particularly in the case of a device using a ferroelectric liquid crystal which performs inversion switching by spontaneous polarization, it controls the alignment of the liquid crystal in the device. In particular, the electric field generated by the anti-electric field, i.e., the spontaneous polarization of the liquid crystal in the device, is generated by reducing the thickness of the alignment control layer made of an ordinary insulating material for regulating the uniaxial alignment and increasing the electric capacity of the alignment control layer. The electric field in the reverse direction is reduced, the switching characteristics are improved, and the driving margin is increased. Since the generation of the anti-electric field becomes more conspicuous as the spontaneous polarization increases, it is essential to reduce the thickness of the insulating alignment control film, especially when using a liquid crystal material with a large spontaneous polarization to improve the response speed. Becomes

【0007】一方、強誘電性液晶又は反強誘電性液晶と
いったカイラルスメクチック液晶を用いた液晶素子は、
両者とも、パルス電界の印加による液晶の応答によって
スイッチングさせる原理を用いているため、実効的に液
晶層に加えられる電圧の大きさは、液晶素子を構成する
層(液晶層、配向制御層等)の容量の比(逆比)によっ
て決定される。従って、実効的に液晶層に加えられる電
圧を大きくし、より高速なスイッチング特性を得るため
には、配向制御層の容量を液晶層の容量に対して十分大
きくなるよう設計する、即ち配向制御層の厚みを液晶層
の厚みに比較して十分小さくするよう設計すればよいこ
とになる。
On the other hand, a liquid crystal element using a chiral smectic liquid crystal such as a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal is
Since both use the principle of switching by the response of the liquid crystal by applying a pulsed electric field, the magnitude of the voltage effectively applied to the liquid crystal layer depends on the layers constituting the liquid crystal element (liquid crystal layer, alignment control layer, etc.). Is determined by the capacity ratio (reverse ratio). Therefore, in order to effectively increase the voltage applied to the liquid crystal layer and obtain higher-speed switching characteristics, the capacitance of the alignment control layer is designed to be sufficiently larger than the capacitance of the liquid crystal layer. Should be designed to be sufficiently smaller than the thickness of the liquid crystal layer.

【0008】しかしながら、配向制御層の厚みを小さく
すればするほど、配向制御層が液晶分子に対して所望の
配向制御を行うように機能することが困難になってく
る。その結果、カイラルスメクチック液晶素子の上記の
設計思想によれば、スイッチング特性の向上(反電場の
抑制、駆動マージンの拡大)応答速度の改善と均一配向
との両立は非常に難しくなってしまう。更に、配向膜を
均一に成膜する製造プロセスに関しても、膜厚が薄くな
ればなるほど厳密に制御することが困難になってしま
う。
However, as the thickness of the orientation control layer is reduced, it becomes more difficult for the orientation control layer to function to perform desired orientation control on liquid crystal molecules. As a result, according to the above-described design concept of the chiral smectic liquid crystal element, it is extremely difficult to achieve both the improvement of the switching characteristics (suppression of the anti-electric field and the expansion of the driving margin), the improvement of the response speed, and the uniform alignment. Further, with respect to a manufacturing process for forming an alignment film uniformly, it becomes more difficult to strictly control the thinner the film thickness.

【0009】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その課題とするところは、均一な液晶分子配向を実
現しつつ、広い駆動マージンを実現し、より高速なスイ
ッチング特性を有する液晶素子、特にカイラルスメクチ
ック液晶、例えば強誘電性あるいは反強誘電性を示す液
晶を用いた液晶素子を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to realize a liquid crystal element having a wide driving margin while realizing uniform liquid crystal molecular alignment and having higher switching characteristics. In particular, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal device using a chiral smectic liquid crystal, for example, a liquid crystal having ferroelectricity or antiferroelectricity.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶素子は、一
対の基板間に液晶を有し、少なくとも一方の基板側に液
晶と接し、少なくとも選択的に設けられた液晶に対して
一軸配向規制力を有する第一の領域と、該第一の領域外
の該第一の領域に比較して一軸配向規制力の弱い又は実
質的に一軸配向規制力を持たない第二の領域とを有し、
該液晶は、基板間において降温時に液体相−液晶相の相
転移過程で該第一の領域に接する部分から液晶相への転
移が生じて、該第一の領域における一軸配向軸に沿って
液晶相転移領域が成長し、該第二の領域に連続的に液晶
相転移領域が拡大して配向状態が形成されたものである
ことを特徴とする。
A liquid crystal element according to the present invention has a liquid crystal between a pair of substrates, is in contact with the liquid crystal on at least one of the substrates, and has at least a selectively provided liquid crystal with uniaxial alignment control. A first region having a force, and a second region having a weak uniaxial orientation regulating force or substantially no uniaxial orientation regulating force compared to the first region outside the first region. ,
The liquid crystal undergoes a transition from a portion in contact with the first region to a liquid crystal phase in a liquid phase-liquid crystal phase transition process at the time of temperature decrease between the substrates, and the liquid crystal moves along a uniaxial alignment axis in the first region. A phase transition region is grown, and the liquid crystal phase transition region is continuously enlarged in the second region to form an alignment state.

【0011】更に本発明によれば、一対の基板間に液晶
を有し、少なくとも一方の基板側に液晶と接するが、少
なくとも選択的に設けられた液晶に対して一軸配向規制
力を有する第一の領域と、該第一の領域外の該第一の領
域に比較して一軸配向規制力の弱い又は実質的に一軸配
向規制力を持たない第二の領域とを有する液晶素子にお
いて、該基板間の液晶を液体相から徐冷することで、基
板間において降温時に液体相−液晶相の相転移過程で該
第一の領域に接する部分から液晶相への転移を生じせし
め、該第一の領域における一軸配向軸に沿って液晶相転
移領域を成長させ該第二の領域に連続的に液晶相転移領
域を拡大させ配向状態を形成する工程を具備することを
特徴とする液晶の配向制御方法、並びに一対の基板間に
液晶を有する液晶素子の製造方法であって、少なくとも
一方に、少なくとも選択的に設けられた液晶に対して一
軸配向規制力を有する第一の領域と、該第一の領域外の
該第一の領域に比較して一軸配向規制力の弱い又は実質
的に一軸配向規制力を持たない第二の領域を有する一対
の基板を対向せしめてセルを形成する工程と、該セル内
に液晶を注入する工程と、該セル内に注入された基板間
の液晶を液体相から徐冷することで、基板間において降
温時に液体相−液晶相の相転移過程で該第一の領域に接
する部分から液晶相への転移を生じせしめ、該第一の領
域における一軸配向軸に沿って液晶相転移領域を成長さ
せ該第二の領域に連続的に液晶相転移領域を拡大させ配
向状態を形成する工程を具備することを特徴とする液晶
の配向制御方法、並びに液晶素子の製造方法が、提供さ
れる。
Further, according to the present invention, a liquid crystal is provided between a pair of substrates and is in contact with the liquid crystal on at least one substrate side. In a liquid crystal device having a region and a second region having a weak uniaxial alignment regulating force or substantially no uniaxial alignment regulating force compared to the first region outside the first region, the substrate By gradually cooling the liquid crystal between the liquid phase and the liquid crystal phase, a transition from a portion in contact with the first region to a liquid crystal phase occurs during a phase transition process between the liquid phase and the liquid crystal phase when the temperature is lowered between the substrates. Forming a liquid crystal phase transition region along a uniaxial alignment axis in the region and continuously expanding the liquid crystal phase transition region in the second region to form an alignment state. , And a liquid crystal having a liquid crystal between a pair of substrates A method for manufacturing a child, wherein at least one of a first region having a uniaxial alignment regulating force with respect to at least a selectively provided liquid crystal and the first region outside the first region is compared. Forming a cell by opposing a pair of substrates having a second region having a weak uniaxial alignment regulating force or having substantially no uniaxial alignment regulating force, and injecting a liquid crystal into the cell; By gradually cooling the liquid crystal between the substrates injected into the cell from the liquid phase, a transition from the portion in contact with the first region to the liquid crystal phase during the liquid phase-liquid crystal phase transition process between the substrates when the temperature is lowered. Causing the liquid crystal phase transition region to grow along the uniaxial alignment axis in the first region and continuously expanding the liquid crystal phase transition region in the second region to form an alignment state. Liquid crystal alignment control method and liquid crystal element Production method is provided.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下本発明の液晶素子の実施態様
について、図面を参照して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the liquid crystal device of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図1及び図2により本発明の液晶素子の第
一の実施態様を説明する。図1は、本発明の液晶素子を
構成する一基板12a(一軸配向規制力を有する配向制
御膜が選択的に設けられた基板)の一態様の上面側から
見た平面図であり、図2は、図1に示す基板12aを一
方の基板として用いた素子1の構造を示す断面図(図1
に示す基板のa−a′線に沿った断面を示す)。
A first embodiment of the liquid crystal device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of one embodiment of one substrate 12a (a substrate on which an alignment control film having a uniaxial alignment regulating force is selectively provided) constituting the liquid crystal element of the present invention, as viewed from the upper surface side. Is a cross-sectional view showing the structure of the element 1 using the substrate 12a shown in FIG. 1 as one substrate (FIG.
2 shows a cross section of the substrate shown in FIG.

【0014】図2に示すように、素子1の基本構造は、
液晶組成物からなる液晶11が一対の基板12a、12
b間に挟持された構造となっている。
As shown in FIG. 2, the basic structure of the element 1 is as follows.
A liquid crystal 11 composed of a liquid crystal composition is used as a pair of substrates 12a, 12
b.

【0015】基板12aでは、液晶11に対して電界を
印加する電極13aが設けられ、更に電極13a上に
は、下地となる層14aを介して配向制御層15aが、
図1に示す例えばストライプパターン形状のような平面
形状で選択的に設けられ液晶11に接している。該配向
制御層15aは、絶縁性材料等からなり適切な処理を施
すことで液晶に対する一軸配向規制力を呈する材料によ
り形成され、ここでは少なくともその上面、即ち基板1
2aと実質的に平行な液晶と接する面(R1)におい
て、一軸配向処理が施されており、液晶に対して一軸配
向規制力を有する。
On the substrate 12a, an electrode 13a for applying an electric field to the liquid crystal 11 is provided, and on the electrode 13a, an orientation control layer 15a is interposed via a layer 14a serving as a base.
It is selectively provided in a planar shape such as a stripe pattern shape shown in FIG. The alignment control layer 15a is made of a material which is made of an insulating material or the like and which exerts a uniaxial alignment regulating force on the liquid crystal by performing an appropriate treatment.
The surface (R1) in contact with the liquid crystal substantially parallel to 2a is subjected to uniaxial alignment treatment, and has a uniaxial alignment regulating force on the liquid crystal.

【0016】即ち基板12aでは、選択に設けられた少
なくとも配向制御層15aに対応して液晶に対して一軸
配向規制力を有する第一の領域(面R1を構成する領
域)と、下地となる層14aに対応してそれ以外の部分
で液晶11と接する第二の領域(面R2を構成する領
域)が形成されている。ここで、面R1での一軸配向規
制力は第二の領域の一軸配向規制力より大きく、あるい
は、第二の領域R2の配向規制力は実質的に0である。
That is, in the substrate 12a, a first region (a region constituting the surface R1) having a uniaxial alignment regulating force with respect to the liquid crystal corresponding to at least the selectively provided alignment control layer 15a, and a layer serving as an underlayer. A second region (a region constituting the surface R2) that is in contact with the liquid crystal 11 is formed in other portions corresponding to 14a. Here, the uniaxial orientation regulating force on the surface R1 is larger than the uniaxial orientation regulating force of the second region, or the orientation regulating force of the second region R2 is substantially zero.

【0017】一方、対向する基板12bでは、液晶11
に対して電界を印加する電極13bが設けられ、更に該
電極13b上には、液晶11に接し、該液晶の配向制御
に寄与し得る配向制御層15bが形成されている。
On the other hand, the liquid crystal 11
An electrode 13b for applying an electric field is provided, and an alignment control layer 15b that is in contact with the liquid crystal 11 and can contribute to the alignment control of the liquid crystal is formed on the electrode 13b.

【0018】このような電極は配向制御層を備えた基板
11a及び11bはスペーサー16を介して一定距離を
隔てて対向している。
In such an electrode, substrates 11a and 11b provided with an orientation control layer are opposed to each other at a fixed distance via a spacer 16.

【0019】基板11a及び11bの外面には、必要に
応じて偏光板が設けられている。また、観察者側から見
て素子1の背後には必要に応じて光源が設けられている
(夫々図示せず)。
A polarizing plate is provided on the outer surfaces of the substrates 11a and 11b as required. Further, a light source is provided as necessary behind the element 1 when viewed from the observer side (not shown).

【0020】上記構造素子1では、信号電源(図示せ
ず)からのスイッチング信号に応じて電極12a及び1
2bにより液晶層11に電界が印加されてスイッチング
が行われ、外部からの光の液晶11で変調される。
In the above structural element 1, the electrodes 12a and 1a are turned on in response to a switching signal from a signal power supply (not shown).
An electric field is applied to the liquid crystal layer 11 by 2b to perform switching, and external light is modulated by the liquid crystal 11.

【0021】上記構造の液晶素子1では、液晶11に接
する。パターン形状の配向制御層15a、層14a、配
向制御層15bや、更に液晶11の材料、処理方法、条
件等を適宜設定することにより、液晶11において、降
温時に液晶の液体相−液晶相の相転移過程で、選択的に
設けられた配向制御層15aの基板と平行方向の面R1
に接する領域から液晶相への転移が生じて、配向制御層
15aの一軸配向規制力の軸方向(一軸配向処理の軸方
向)に沿って連続的に液晶相転移領域が成長し、更に面
R2に当該液晶相転移領域が拡大し配向状態が形成され
たものである点で特徴的である。
In the liquid crystal element 1 having the above structure, it is in contact with the liquid crystal 11. By appropriately setting the pattern-shaped alignment control layers 15a, 14a, and the alignment control layer 15b, and further appropriately setting the material, processing method, and conditions of the liquid crystal 11, the liquid crystal 11 has a liquid crystal phase-liquid crystal phase when the temperature is lowered. In the transfer process, a surface R1 of the orientation control layer 15a selectively provided in the direction parallel to the substrate is provided.
The transition from the region in contact with to the liquid crystal phase occurs, and the liquid crystal phase transition region grows continuously along the axial direction of the uniaxial alignment regulating force (axial direction of the uniaxial alignment treatment) of the alignment control layer 15a. This is characterized in that the liquid crystal phase transition region is expanded and an alignment state is formed.

【0022】以下、この配向状態の形成に関して図3及
び図4を参照して説明する。
Hereinafter, the formation of this alignment state will be described with reference to FIGS.

【0023】図3(A)〜(C)は、図1に示す基板1
2aにおける選択的に形成された配向制御層15aに接
する液晶領域から配向状態の形成について、一軸配向規
制の方向(配向制御層15aに施される一軸配向処理の
方向)Uを該配向制御層15aの長手方向と略垂直に設
定し、また液晶としてスメクチック液晶を用い、降温時
におけるスメクチック液晶相への相転移過程の状態の変
化((A)、(B)、(C)の順で降温が進行する)を
偏光顕微鏡観測したものを模式的に示した説明図であ
る。
FIGS. 3A to 3C show the substrate 1 shown in FIG.
Regarding the formation of the alignment state from the liquid crystal region in contact with the selectively formed alignment control layer 15a in 2a, the direction of the uniaxial alignment control (the direction of the uniaxial alignment treatment performed on the alignment control layer 15a) U is set to the alignment control layer 15a. Is set substantially perpendicular to the longitudinal direction, and a smectic liquid crystal is used as the liquid crystal. When the temperature is lowered, the state of the phase transition process to the smectic liquid crystal phase changes ((A), (B), (C)). FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing what the optical microscope proceeds with a polarization microscope.

【0024】まず図3(A)に示すように、液晶スメク
チック液晶相より高秩序の相から降温(冷却)した際
に、基板12a上において一軸配向規制力の強い配向制
御膜15aの面R1上の液晶から、スメクチック液晶相
転移において発現するスメクチックの核であるバトネと
呼ばれる領域Nが発生する。
First, as shown in FIG. 3A, when the temperature is lowered (cooled) from a phase having a higher order than the liquid crystal smectic liquid crystal phase, the surface R1 of the alignment control film 15a having a strong uniaxial alignment regulating force on the substrate 12a. From the liquid crystal, a region N called a butene, which is a smectic nucleus that appears in the smectic liquid crystal phase transition, is generated.

【0025】続いて、更に液晶を降温させることによ
り、図3(B)に示すようにバトネNは一軸配向制御層
15aの長手方向と垂直な方向である一軸配向処理方向
U、即ちスメクチック層の法線方向へと成長する。通
常、スメクチック液晶相のバトネはスメクチック層の法
線方向に成長し易いという成長の異方性を有しており、
この特性に従って、(A)に示すように発生したバトネ
Nの核によって決定されたスメクチック層の法線方向
(一軸配向処理方向Uに相当)に沿って、配向制御層1
5aのライン間の部分に対応する液晶領域(図2の断面
図で隣接する配向制御層15aのライン間で層14aの
液晶と接するR2に対応する液晶領域)に向って、ほぼ
直線的に成長拡大する。ここで、上述した液晶自身の有
するスメクチック液晶のバトネ成長の異方性により、R
1に比較して配向規制力が小さいないしは実質的に存在
しない部分(R2)において形成された液晶の配向状態
においてもスメクチック層方向は均一に配列する。
Subsequently, by further lowering the temperature of the liquid crystal, as shown in FIG. 3 (B), the tone N becomes a uniaxial alignment processing direction U which is a direction perpendicular to the longitudinal direction of the uniaxial alignment control layer 15a, that is, the smectic layer. Grow in the normal direction. Normally, the smectic liquid crystal phase battone has a growth anisotropy that it is easy to grow in the normal direction of the smectic layer,
According to this characteristic, the orientation control layer 1 is oriented along the normal direction of the smectic layer (corresponding to the uniaxial orientation processing direction U) determined by the nuclei of the bones N generated as shown in FIG.
The liquid crystal region corresponding to the portion between the lines 5a (the liquid crystal region corresponding to R2 in contact with the liquid crystal of the layer 14a between the lines of the adjacent alignment control layer 15a in the cross-sectional view of FIG. 2) grows almost linearly. Expanding. Here, due to the anisotropy of the bone growth of the smectic liquid crystal of the liquid crystal itself, R
Even in the alignment state of the liquid crystal formed in the portion (R2) where the alignment regulating force is small or substantially does not exist as compared with 1, the smectic layer direction is uniformly arranged.

【0026】更に降温を進めると、図3(B)〜(C)
に示すように、バトネNは一軸配向規制された方向Uだ
けでなく、その方向と垂直方向(配向制御層15aの長
手方向に)に太るように成長を開始する。その際、徐々
にバトネNが全体的に太って成長するだけでなく、バト
ネの脇からブランチが現われる様に成長する。このブラ
ンチはスメクチック層の方向(配向制御層15aの長手
方向)へ徐々に成長していくのであるが、同図(C)に
示すようにブランチはまず配向制御層15a上で該層の
長手方向に成長が進行する。
When the temperature is further reduced, FIGS.
As shown in FIG. 7, the bone N starts growing not only in the direction U in which the uniaxial orientation is regulated, but also in a direction perpendicular to that direction (in the longitudinal direction of the orientation control layer 15a). At this time, the batone N not only grows thicker as a whole but also grows so that a branch appears from the side of the batone. The branch gradually grows in the direction of the smectic layer (the longitudinal direction of the orientation control layer 15a). As shown in FIG. Growth progresses.

【0027】このように素子内の基板間の全域がスメク
チック相となるまで冷却し、最終的には、配向制御層1
5aが存在する部分及びこれが存在しない部分の全てに
対応する液晶領域において、当該配向制御層15aの長
手方向に均一にスメクチック層が配列したような配向状
態が形成される。
As described above, cooling is performed until the entire region between the substrates in the device becomes a smectic phase.
In the liquid crystal region corresponding to both the portion where 5a exists and the portion where it does not exist, an alignment state is formed in which the smectic layer is uniformly arranged in the longitudinal direction of the alignment control layer 15a.

【0028】一方、図4(A)〜(C)は、図1、図2
に示す基板12aにおける選択的に形成された配向制御
層15aのからの配向状態の形成について、一軸配向規
制の方向(配向制御層15aに施される一軸配向処理の
方向)Uを該配向制御層15aの長手方向と実質的に同
様に(平行に)設定し、また液晶としてスメクチック液
晶を用い、降温時におけるスメクチック液晶層への相転
移過程の状態の変化((A)、(B)、(C)の順で降
温が進行する)を偏光顕微鏡観測したものを模式的に示
した説明図である。
On the other hand, FIGS. 4A to 4C show FIGS.
In the formation of the alignment state from the selectively formed alignment control layer 15a on the substrate 12a shown in FIG. 1, the direction of the uniaxial alignment control (the direction of the uniaxial alignment treatment applied to the alignment control layer 15a) U is defined as the alignment control layer. 15a is set substantially in parallel (parallel) to the longitudinal direction, and a smectic liquid crystal is used as the liquid crystal. Changes in the state of the phase transition process to the smectic liquid crystal layer at the time of temperature decrease ((A), (B), ( FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing observation of a temperature falling in the order of C) by a polarizing microscope.

【0029】まず図4(A)に示すように、上記図3
(A)の場合と同様に液晶をスメクチック液晶相より高
秩序の相から降温した際に、基板12a上において一軸
配向規制力の強い配向制御膜15aの面R1上の液晶か
ら、スメクチック液晶相転移において発現するスメクチ
ックの核であるバトネと呼ばれる領域Nが発生する。
First, as shown in FIG.
As in the case of (A), when the temperature of the liquid crystal is lowered from a higher order phase than the smectic liquid crystal phase, the liquid crystal on the surface R1 of the alignment control film 15a having a strong uniaxial alignment regulating force on the substrate 12a changes the smectic liquid crystal phase transition. A region N called batone, which is a smectic nucleus expressed in the above, is generated.

【0030】続いて、更に液晶を降温させることによ
り、図4(B)に示すようにバトネNは上述したスメク
チック液晶相のバトネ成長の異方性の特性に基づいて、
(A)に示すように発生したバトネNの核によって決定
されたスメクチック層の法線方向である一軸配向処理方
向U、即ち一軸配向制御層15aの長手方向と同様の方
向へと成長する。ここでは、上述のバトネ成長の異方性
によるバトネの成長方向と、一軸配向規制力を有する配
向制御層15aのパターンの長手方向が一致することに
より、図4(B)に示すようにバトネNは配向制御層1
5aの面R1上でより素早く成長する。
Subsequently, by further lowering the temperature of the liquid crystal, as shown in FIG. 4 (B), the B-tone N is formed based on the anisotropy characteristic of the B-thone growth of the smectic liquid-crystal phase.
As shown in (A), the uniaxially oriented treatment direction U, which is the normal direction of the smectic layer determined by the generated nuclei of the bone N, ie, the same direction as the longitudinal direction of the uniaxially oriented control layer 15a. Here, since the growth direction of the above-mentioned battone due to the anisotropy of battone growth and the longitudinal direction of the pattern of the orientation control layer 15a having the uniaxial orientation regulating force coincide with each other, as shown in FIG. Is the orientation control layer 1
It grows more quickly on the surface R1 of 5a.

【0031】更に降温を進めると、図4(B)〜(C)
に示すように、バトネNは配向制御層15aの長手方向
だけでなく、その方向と垂直方向に太るように成長を開
始する。その際、徐々にバトネNが全体的に太って成長
するだけでなく、バトネの脇からブランチが現われるよ
うに当該ライン間の一軸配向規制力が小さいないしは実
質的に存在しない部分に対応する液晶領域(図2の断面
図で隣接する配向制御層15aのライン間で層14aが
液晶に接する部分R2に対応する液晶領域)に成長拡大
する。そして隣り合った配向制御層15aの島ライン部
から成長したバトネN同志が最終的に接合することによ
り、スメクチック層がほぼ均一であるような配向状態が
形成される。
When the temperature is further reduced, FIGS. 4 (B) to 4 (C)
As shown in the figure, the bone N starts to grow not only in the longitudinal direction of the orientation control layer 15a but also in the direction perpendicular to that direction. At this time, the liquid crystal region corresponding to the portion where the uniaxial alignment control force between the lines is small or substantially nonexistent so that the branch N appears to grow from the side of the groove, as well as the bone N gradually grows as a whole. (The liquid crystal region corresponding to the portion R2 where the layer 14a is in contact with the liquid crystal between the lines of the adjacent alignment control layer 15a in the sectional view of FIG. 2). Finally, the B tones N grown from the island line portions of the adjacent orientation control layers 15a are finally joined to form an orientation state in which the smectic layer is substantially uniform.

【0032】このように素子内の基板間の全域がスメク
チック相となるまで冷却し、最終的には、配向制御層1
5aが存在する部分及びこれが存在しない部分の全てに
対応する液晶領域において、当該配向制御層15aの長
手方向と垂直に均一にスメクチック層が配列したような
配向状態が形成される。
As described above, the entire region between the substrates in the device is cooled until it becomes a smectic phase.
In the liquid crystal regions corresponding to all of the portion where 5a exists and the portion where it does not exist, an alignment state is formed in which the smectic layers are uniformly arranged perpendicular to the longitudinal direction of the alignment control layer 15a.

【0033】かかる液晶素子では、素子内において通常
絶縁性を有する一軸配向規制力を有する配向制御層(1
5a)が、配向状態形成の開始部分となる核(バトネ)
を供給するために必要なパターン形状で設けられ、上述
のように配向状態の形成過程により素子全面に均一な配
向状態の形成が確実になされる。加えて、液晶の駆動に
対して電気的に障害となる絶縁性材料からなる一軸配向
規制力を有する配向制御層(15a)の存在量が極力少
なくなり、これを介せずに電圧が印加される液晶領域が
大きくなり、パルス電圧による駆動の際に液晶に印加さ
れる実効電圧を大きくすることができる。こうして、配
向状態の均一化と、液晶駆動(スイッチング)の高速化
の両立がなされる。
In such a liquid crystal element, an alignment control layer (1) having a uniaxial alignment regulating force, usually having an insulating property, in the element.
5a) is a nucleus (Battone) serving as a starting portion for forming an alignment state
Is provided in a pattern shape necessary for supplying the liquid crystal, and a uniform alignment state is reliably formed on the entire surface of the element by the process of forming the alignment state as described above. In addition, the amount of the orientation control layer (15a) made of an insulating material that electrically obstructs the driving of the liquid crystal and has a uniaxial orientation regulation force is reduced as much as possible. As a result, the effective voltage applied to the liquid crystal during driving by the pulse voltage can be increased. In this way, it is possible to make the alignment state uniform and to speed up the liquid crystal driving (switching).

【0034】上記液晶素子1を構成する部材について、
更に詳細に説明する。
With respect to the members constituting the liquid crystal element 1,
This will be described in more detail.

【0035】基板12a、12bには、好ましくはガラ
ス、プラスチック等透明性の高い材料が用いられる。ま
た電極13a、13bにはITO等の透明電極が用いら
れ、更に必要に応じて電極全体としての抵抗を低下すべ
く透明電極に接して金属電極を設けることもできる(図
示せず)。
The substrates 12a and 12b are preferably made of a highly transparent material such as glass or plastic. In addition, a transparent electrode such as ITO is used for the electrodes 13a and 13b, and a metal electrode may be provided in contact with the transparent electrode if necessary to reduce the resistance of the whole electrode (not shown).

【0036】液晶11を構成する液晶材料としては、好
ましくは強誘電性或いは反強誘電性を示すカイラルスメ
クチック液晶が用いられる。この場合前述したクラーク
及びラガウェルのモデルによる双安定性を実現させるた
め、セルギャップ(基板間距離)としては0.5〜5μ
m程度が好ましい。また液晶材料としてネマチック液晶
を用いることもできる。
As a liquid crystal material constituting the liquid crystal 11, a chiral smectic liquid crystal having ferroelectric or antiferroelectric properties is preferably used. In this case, the cell gap (distance between substrates) is set to 0.5 to 5 μm in order to realize bistability based on the Clark and Ragawell models described above.
m is preferable. Nematic liquid crystal can also be used as a liquid crystal material.

【0037】特に本発明では、液晶材料として、上述の
カイラルスメクチック液晶であって、降温下でコレステ
リック相を持たない材料が好適に用いられる。例えば反
強誘電性を示す液晶の場合、合成されている液晶材料の
ほとんどにはコレステリック相が存在しない。あるい
は、強誘電性を示す液晶の場合、シェブロン構造を解消
しブックシェルフといわれる層状構造即ちスメクチック
層が基板に対し実質的に垂直であるような、あるいはそ
れに近い構造を現出させ、高コントラストな良好な液晶
素子を実現するべく、一例として、パーフルオロエーテ
ル側鎖を持つ液晶性化合物(1993年第4回強誘電液
晶国際会議P−46、Marc D.Radcliff
eら)を用いることが好ましいが、かかる液晶材料は、
材料自体の特性によりブックシェルフに近い層傾き角の
小さなスメクチック層の構造を現出することができる材
料であって、コレステリック相を持たない、等方相−ス
メクチック液晶相転移を示す液晶材料である。
In particular, in the present invention, the above-mentioned chiral smectic liquid crystal, which does not have a cholesteric phase at a reduced temperature, is suitably used as the liquid crystal material. For example, in the case of a liquid crystal exhibiting antiferroelectricity, most of the synthesized liquid crystal materials do not have a cholesteric phase. Alternatively, in the case of a liquid crystal exhibiting ferroelectricity, a chevron structure is eliminated, and a layered structure called a bookshelf, that is, a structure in which the smectic layer is substantially perpendicular to the substrate, or a structure close thereto is developed, and a high contrast is obtained. In order to realize a good liquid crystal element, as an example, a liquid crystal compound having a perfluoroether side chain (Marc D. Radcliffe, 4th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals, P-46, 1993)
e) is preferably used, but such a liquid crystal material is
A material capable of exhibiting a structure of a smectic layer with a small layer tilt angle close to the bookshelf due to the characteristics of the material itself, and having no cholesteric phase and exhibiting an isotropic phase-smectic liquid crystal phase transition. .

【0038】上記ブックシェルフ層構造を呈する液晶材
料として、具体的に、フルオロカーボン末端部分及び炭
化水素部分が中心核によって結合された構造であって、
スメクチック中間相又は潜在的スメクチック中間相を有
するフッ素含有液晶化合物を少なくとも1種を含有する
カイラルスメクチック液晶組成物を用いることができ
る。ここで言う潜在的スメクチック中間相を持つ化合物
とはそれ自身でスメクチック中間相を示していなくと
も、スメクチック中間相を持つ化合物または他の潜在的
スメクチック中間相を持つ化合物との混合物において、
適当な条件下でスメクチック中間相を発現する化合物を
言う。また、当該フッ素含有液晶化合物の構造におい
て、中心核とは、少なくとも2つの芳香環、脂肪族環、
又は置換芳香族環、置換複素芳香族から選ばれ、これら
環は、互いに、−COO−、−COS−、−HC=N
−、−COSe−からなる群より選ばれる基によって結
合されていてもよい。これらの環は、縮合していても、
いなくてもよい。複素芳香族環中のヘテロ原子は、N,
O,Sから選ばれる少なくとも1つの原子を含む。脂肪
族環中の隣接してないメチレン基はOによって置換され
ていてもよい。
As the liquid crystal material exhibiting the bookshelf layer structure, specifically, a structure in which a terminal portion of a fluorocarbon and a hydrocarbon portion are bonded by a central nucleus,
A chiral smectic liquid crystal composition containing at least one fluorine-containing liquid crystal compound having a smectic intermediate phase or a latent smectic intermediate phase can be used. The compound having a latent smectic mesophase referred to herein, even if it does not show a smectic mesophase by itself, in a mixture with a compound having a smectic mesophase or a compound having another potential smectic mesophase,
Refers to a compound that exhibits a smectic mesophase under appropriate conditions. In the structure of the fluorine-containing liquid crystal compound, the central nucleus refers to at least two aromatic rings, aliphatic rings,
Or a substituted aromatic ring or a substituted heteroaromatic, and these rings are mutually represented by -COO-, -COS-, -HC = N
—, —COSe— may be bonded by a group selected from the group consisting of —COSe—. Even if these rings are fused,
You don't have to. Heteroatoms in the heteroaromatic ring are N,
It contains at least one atom selected from O and S. Non-adjacent methylene groups in the aliphatic ring may be replaced by O.

【0039】上記フッ素含有液晶化合物、あるいはこれ
を含有するカイラルスメクチック液晶組成物の処方の具
体例としては、特開昭63−27451、特開平2−1
42753、米国特許5,262,082号、国際公開
93/22396、米国特許5,417,813号等に
記載されたものが挙げられる。
Specific examples of the formulation of the above-mentioned fluorine-containing liquid crystal compound or a chiral smectic liquid crystal composition containing the same are described in JP-A-63-27451 and JP-A-2-17-1.
No. 42753, U.S. Pat. No. 5,262,082, WO 93/22396, U.S. Pat. No. 5,417,813 and the like.

【0040】尚、上述したコレステリック相を示さず、
等方相−スメクチック液晶相転移を示す液晶材料は、配
向形成に関して、前述のバトネ成長の異方性が顕著であ
り、スメクチック液晶相の微少な核が生成された後、ス
メクチック層の法線方向に急激にバトネが成長し、更に
スメクチック層へとバトネの領域の拡大が急速に進行す
るという過程を経る。従って、当該液晶材料を用いる素
子では、液晶と接する基板の界面において一軸配向規制
力あるいは液晶との濡れ性等に分布を設け、スメクチッ
ク液晶相の微少な核発生位置に選択性を持たせ、バトネ
の核生成後の成長領域においては、特に基板と液晶の界
面に配向規制力が存在しなくても上記のバトネ成長方向
の異方性により配向形成がなされる。よって、かかる液
晶材料は、図1、図2に示すような一軸配向規制力を有
する配向制御層15aのように、基板上においてパター
ニング等によって選択的に配置し、液晶の駆動領域内に
おいて配向制御層の占める割合を減少させた構造には特
に好適である。
The cholesteric phase does not show the above-mentioned cholesteric phase,
A liquid crystal material exhibiting an isotropic phase-smectic liquid crystal phase transition has a remarkable anisotropy of the above-mentioned Battone growth with respect to alignment formation, and after a fine nucleus of the smectic liquid crystal phase is generated, a normal direction of the smectic layer is formed. Rapidly grows, and furthermore, the area of the bone is rapidly expanded to the smectic layer. Therefore, in the element using the liquid crystal material, a distribution is provided in the uniaxial alignment regulating force or the wettability with the liquid crystal at the interface of the substrate in contact with the liquid crystal, and the smectic liquid crystal phase is provided with selectivity at the minute nucleus generation position, and In the growth region after the nucleation, the alignment is formed due to the anisotropy in the above-mentioned growth direction even if there is no alignment regulating force at the interface between the substrate and the liquid crystal. Therefore, such a liquid crystal material is selectively arranged on a substrate by patterning or the like as in an alignment control layer 15a having a uniaxial alignment control force as shown in FIGS. It is particularly suitable for structures with a reduced proportion of layers.

【0041】液晶に対し一軸配向規制力を有する配向制
御層15aは、所定のパターン形状で設けられたもので
あるが、前述したように、該ライン部分間で液晶に接す
る層14aの材料や表面特性との組合わせにより、該ラ
イン部の表面R1に接する液晶領域が、図3及び図4で
説明したような液晶配向状態の形成過程で液晶相への転
移の際における核発生(バトネ発生)部分となるように
機能する。即ち、配向制御層15aのライン部の表面R
1に対応する液晶領域の液体相−液晶相転移温度が、該
ライン部の表面R1に対応しない部分(ライン部間の表
面R2に対応する部分)での液晶領域の液体相−液体層
転移温度より高くなる。
The alignment control layer 15a having a uniaxial alignment regulating force with respect to the liquid crystal is provided in a predetermined pattern. As described above, the material and the surface of the layer 14a in contact with the liquid crystal between the line portions are provided. Due to the combination with the characteristics, the liquid crystal region in contact with the surface R1 of the line portion generates nuclei (Batnet generation) at the time of transition to the liquid crystal phase in the process of forming the liquid crystal alignment state as described with reference to FIGS. Function to be a part. That is, the surface R of the line portion of the orientation control layer 15a
The liquid phase-liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal region corresponding to 1 is the liquid phase-liquid layer transition temperature of the liquid crystal region at a portion not corresponding to the surface R1 of the line portion (a portion corresponding to the surface R2 between the line portions). Higher.

【0042】配向制御層15aは、好ましくは基板に
(層14a上に)設けられた所定の材質の膜に一軸配向
処理を施すことによって形成され得る。具体的には、下
地層に溶液塗工、蒸着、スパッタリング等により、一酸
化珪素、二酸化珪素、酸化アルミニウム、ジルコニア、
フッ化マグネシウム、酸化セリウム、フッ化セリウム、
シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素窒化物などの
無機物やポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリイミ
ドアミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルイ
ミド、ポリパラキシレン、ポリカーボネート、ポリビニ
ルアセタール、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、
ポリシロキサン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ウレ
ア樹脂、アクリル樹脂などの絶縁性の有機物を用いて被
膜形成したのち、表面をビロード、布あるいは紙等の繊
維状のもので摺擦(ラビング)することにより得られた
膜を用いる。また、Sio等の酸化物あるいは窒化物な
どを基板の斜方から蒸着した膜を用いることができる。
かかる配向制御層の材料は液晶材料の種類に応じて選択
する。
The orientation control layer 15a can be preferably formed by subjecting a film of a predetermined material provided on the substrate (on the layer 14a) to a uniaxial orientation treatment. Specifically, the solution is applied to the underlayer by solution coating, vapor deposition, sputtering, or the like, so that silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia,
Magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride,
Inorganic substances such as silicon nitride, silicon carbide, boron nitride and polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, polyester imide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene,
After a film is formed using an insulating organic material such as polysiloxane, cellulose resin, melamine resin, urea resin, and acrylic resin, the surface is rubbed with a fibrous material such as velvet, cloth or paper. The obtained film is used. Alternatively, a film in which an oxide or a nitride such as Sio is deposited from an oblique direction of the substrate can be used.
The material for the alignment control layer is selected according to the type of the liquid crystal material.

【0043】カイラルスメクチック液晶、特に上述した
フッ素含有液晶性化合物を少なくとも1種を含有するカ
イラルスメクチック液晶組成物を用いる場合では、好ま
しくは、以下の一般式Pで表される繰り返し単位からな
るポリイミドをラビング処理した膜を用いることができ
る。 〔一般式P〕 (−K−P11−L11−M11−(L12a −P12−)
In the case of using a chiral smectic liquid crystal, particularly a chiral smectic liquid crystal composition containing at least one kind of the above-mentioned fluorine-containing liquid crystalline compound, preferably, a polyimide comprising a repeating unit represented by the following general formula P is used. A rubbed film can be used. [Formula P] (-K-P 11 -L 11 -M 11 - (L 12) a -P 12 -)

【0044】[0044]

【外1】 を表し、L11,L12はそれぞれ独立に[Outside 1] And L 11 and L 12 are each independently

【0045】[0045]

【外2】 または炭素数1から20のアルキレン基を表し、P11
12はイミド結合を表す。M11は単結合または−O−を
表紙、aは、0,1,2を表す。)
[Outside 2] Or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, wherein P 11 ,
P 12 represents an imide bond. M 11 represents a single bond or —O— on the cover, and a represents 0, 1, or 2. )

【0046】また、これらのポリイミドの具体的構造と
しては例えば以下の繰り返し単位構造が挙げられる。
Specific structures of these polyimides include, for example, the following repeating unit structures.

【0047】[0047]

【外3】 [Outside 3]

【0048】[0048]

【外4】 [Outside 4]

【0049】[0049]

【外5】 [Outside 5]

【0050】配向制御層15aは、膜の形成時あるいは
形成後に所望の形状に、例えば図1に示す形状にパター
ニングして設けられる。膜の形成後にパターニングを行
う方法としては、例えばマスクエッチング、リフトオ
フ、UVアッシング等を採用することができる。また、
配向制御層の材料として、感光性を有する有機材料を用
い、パターニングを行う方法を採用することもできる。
膜の形成時に所望の形状にパターニングする方法として
は、オフセット印刷やインクジェット方式及びバブルジ
ェット方式等を用いることができる。
The orientation control layer 15a is provided by patterning it into a desired shape at the time of or after the formation of the film, for example, the shape shown in FIG. As a method of performing patterning after forming the film, for example, mask etching, lift-off, UV ashing, or the like can be employed. Also,
A patterning method using an organic material having photosensitivity as a material for the orientation control layer can also be employed.
Offset printing, an inkjet method, a bubble jet method, or the like can be used as a method of patterning a film into a desired shape at the time of film formation.

【0051】また、配向制御層15aは、基板11aに
一様に膜を形成した後、該膜に選択的にラビング処理等
の一軸配向処理を施すことによってパターン状の一軸配
向性を有する層として得ることもできる。
The orientation control layer 15a is formed as a layer having a patterned uniaxial orientation by uniformly forming a film on the substrate 11a and selectively subjecting the film to a uniaxial orientation treatment such as a rubbing treatment. You can also get.

【0052】配向制御層15aのパターンは、図1に示
すストライプ形状が好ましいが、液晶材料の配向特性、
配向制御層の一軸配向規制力の程度に応じて、あるいは
液晶素子の光学変調の単位や画素のサイズ等に応じて、
格子状、アイランド状等種々の形状を選択することも可
能である。ただし、当該配向制御層15aのパターンの
寸法については、前述したような素子内での配向状態の
均一化と、液晶駆動(スイッチング)の高速化の両立を
考慮して、少なくとも一軸配向規制力を有する配向制御
層15aによる領域(面R1)の基板における全平面積
が、該基板における配向制御層が設けられない領域の全
平面積より小さくなるように設定することがより好まし
い。
The pattern of the alignment control layer 15a preferably has a stripe shape as shown in FIG.
According to the degree of the uniaxial alignment regulating force of the alignment control layer, or according to the unit of optical modulation of the liquid crystal element or the size of the pixel,
It is also possible to select various shapes such as a lattice shape and an island shape. However, regarding the dimensions of the pattern of the alignment control layer 15a, at least the uniaxial alignment control force is set in consideration of both the uniformity of the alignment state in the device and the high speed of liquid crystal driving (switching) as described above. It is more preferable to set the total plane area of the region (surface R1) of the substrate having the alignment control layer 15a to be smaller than the total plane area of the region where the alignment control layer is not provided on the substrate.

【0053】また、一軸配向規制力を有する配向制御層
15aのパターン形状と一軸配向規制力の軸方向(一軸
配向処理の方向)の関係についても、上記の液晶材料の
配向特性、配向制御層の一軸配向規制力等に応じて決定
することができる。
The relationship between the pattern shape of the alignment control layer 15a having the uniaxial alignment regulating force and the axial direction of the uniaxial alignment regulating force (the direction of the uniaxial alignment treatment) also indicates the alignment characteristics of the liquid crystal material and the alignment control layer. It can be determined according to the uniaxial orientation regulating force or the like.

【0054】液晶11として、スメクチック液晶相を示
す液晶を用いる場合、図4(A)〜(C)に示すよう
に、配向制御層15aとしてストライプ形状とし、更に
このストライプ方向に平行に一軸配向処理方向を設定し
て配向状態を形成する際には、特に配向制御層15aの
ライン距離が過度に大きいと、ライン間における広い液
晶領域に対して基板面に一軸配向規制力が存在しないた
め、同図(C)に示すようにスメクチック液晶相のバト
ネから生じるブランチが直線的ではなく、屈折して成長
しスメクチック層が屈曲して形成する可能性がある。そ
の結果、素子全面がスメクチック液晶相になるまで冷却
した後は、一軸配向規制力の存在する配向制御層15a
のライン間のほぼ中央付近における液晶領域では、スメ
クチック層方向が不均一となる恐れが生じる。一方、図
3(A)〜(C)に示すように、配向制御層15aとし
てストライプ形状とし、更にこのストライプ方向に垂直
に一軸配向処理方向を設定して配向状態を形成する際に
は、同図(C)に示すようにスメクチック液晶相のバト
ネから生じるブランチが、配向制御層15aのストライ
プのラインに沿ってほぼ直線的に成長し、スメクチック
層も当該ライン方向に均一に形成し易くなる。従って、
液晶11としてスメクチック液晶相を示す液晶を用いる
場合、配向形成の際にブランチの成長過程において層方
向の均一性を維持する意味において、より好ましくは形
成されるスメクチック層方向に連続または略連続するよ
うなストライプ形状、即ち一軸配向規制力の軸方向(例
えば上述のラビング処理におけるラビング軸)に垂直な
ストライプ状パターンとする。
When a liquid crystal exhibiting a smectic liquid crystal phase is used as the liquid crystal 11, as shown in FIGS. 4 (A) to 4 (C), the alignment control layer 15a is formed in a stripe shape, and a uniaxial alignment treatment is performed in parallel with the stripe direction. When the direction is set and the alignment state is formed, particularly when the line distance of the alignment control layer 15a is excessively large, there is no uniaxial alignment control force on the substrate surface for a wide liquid crystal region between the lines. As shown in FIG. 4C, the branch generated from the smectic liquid crystal phase is not linear, but may grow by refraction, and the smectic layer may be bent. As a result, after cooling the entire surface of the device until it becomes a smectic liquid crystal phase, the alignment control layer 15a having a uniaxial alignment regulating force exists.
In the liquid crystal region near the center between the lines, there is a possibility that the smectic layer direction becomes non-uniform. On the other hand, as shown in FIGS. 3A to 3C, when the alignment control layer 15a is formed into a stripe shape and the uniaxial alignment processing direction is set perpendicular to the stripe direction to form an alignment state, As shown in FIG. 3C, the branch generated from the smectic liquid crystal phase grows substantially linearly along the stripe line of the alignment control layer 15a, and the smectic layer is also easily formed uniformly in the line direction. Therefore,
When a liquid crystal exhibiting a smectic liquid crystal phase is used as the liquid crystal 11, it is more preferably continuous or substantially continuous in the direction of the formed smectic layer in the sense of maintaining uniformity in the layer direction during the growth of the branch during alignment formation. A stripe pattern perpendicular to the axial direction of the uniaxial alignment regulating force (for example, the rubbing axis in the rubbing process described above).

【0055】配向制御層15aのパターンが、図1に示
すようなストライプパターンである場合、上述したスメ
クチック層の方向と同方向が長手方向となる(一軸配向
規制力の軸方向に沿った)複数のストライプからなるパ
ターンであって、該配向制御層の一ストライプ(ライ
ン)部分のスメクチック層の法線方向の長さが、該配向
制御層の隣接するストライプ(ライン)間の該配向制御
層が設けられていない部分のスメクチック層の法線方向
の長さより短いことが好ましい。
When the pattern of the orientation control layer 15a is a stripe pattern as shown in FIG. 1, the longitudinal direction is the same as the direction of the above-mentioned smectic layer (along the axial direction of the uniaxial orientation regulating force). Wherein the length of the smectic layer in the normal direction of one stripe (line) portion of the alignment control layer is such that the alignment control layer between adjacent stripes (lines) of the alignment control layer is It is preferable that the length of the smectic layer in the portion not provided is shorter than the length in the normal direction.

【0056】配向制御層15aのパターンが、図1に示
すようなストライプパターンである場合、そのライン間
の間隔の設定が、得られる配向状態に関連して重要であ
る。特に図4に示すような一軸配向規制力の軸方向に実
質的に同様(平行)なストライプ状パターンとした場
合、特にストライプのライン間の間隔をより小さくする
ことによって、図5に示すようにバトネの発生領域が増
加し、更にバトネからブランチが成長した際に、隣接す
るライン上のバトネから成長してきたブランチと接合す
るまでの成長距離がより短くなる。こうして、特にスメ
クチック液晶相を示す液晶を用いる場合では、スメクチ
ック層の層方向の均一性が向上する。但し、前述したよ
うに絶縁性材料からなる配向制御層15aが液晶に接す
る面積を極力低減し、これを介せずに液晶に対して電圧
が印加される液晶領域を大きくするため、配向制御層の
ライン間にはある程度の間隔を設けることが必要であ
る。
When the pattern of the orientation control layer 15a is a stripe pattern as shown in FIG. 1, setting the interval between the lines is important in relation to the obtained orientation state. In particular, in the case of a stripe pattern substantially similar (parallel) in the axial direction of the uniaxial alignment regulating force as shown in FIG. 4, particularly by making the interval between stripe lines smaller, as shown in FIG. The area in which the bones are generated increases, and when the branches grow from the bones, the growth distance before joining the branches grown from the bones on the adjacent lines becomes shorter. Thus, particularly in the case of using a liquid crystal exhibiting a smectic liquid crystal phase, the uniformity of the smectic layer in the layer direction is improved. However, as described above, the area in which the alignment control layer 15a made of an insulating material is in contact with the liquid crystal is reduced as much as possible, and the liquid crystal region to which a voltage is applied to the liquid crystal without passing through the liquid crystal is enlarged. It is necessary to provide a certain distance between these lines.

【0057】例えば、図3及び図4のような構造の場合
で、ラインの幅を約2〜20μmとして、ラインの間隔
を10μm〜50μmの範囲で設定することが好まし
い。
For example, in the case of the structure as shown in FIGS. 3 and 4, it is preferable to set the line width to about 2 to 20 μm and to set the line interval in the range of 10 to 50 μm.

【0058】また、ストライプパターンの厚みを50〜
5000Å、200〜1000Åとすることが好まし
い。
Also, the thickness of the stripe pattern should be 50 to
5000 °, preferably 200 to 1000 °.

【0059】一方、配向制御層15aのライン部間で液
晶11と接する面R2を構成する層14aについては、
図3〜図5に示すような配向形成過程を発現させるべ
く、配向制御層15aに使用される材料、その特性等と
の関係を考慮し、配向制御層15aの面R1に比べ一軸
配向規制力が弱いかないしは実質的に液晶に対して一軸
配向規制力を持たず、液晶駆動特性、特にカイラルスメ
クチック液晶の駆動特性を影響を与えないような絶縁性
が抑制され、液晶分子に対する影響が小さい材料及び処
理条件を選択して用いる。
On the other hand, the layer 14a constituting the surface R2 in contact with the liquid crystal 11 between the line portions of the alignment control layer 15a is:
Considering the relationship between the material used for the alignment control layer 15a, its characteristics, and the like, so that the alignment forming process shown in FIGS. 3 to 5 can be realized, the uniaxial alignment control force is larger than the surface R1 of the alignment control layer 15a. Is weak or practically has no uniaxial alignment regulating force on the liquid crystal, and the liquid crystal driving characteristics, particularly the insulating properties that do not affect the driving characteristics of the chiral smectic liquid crystal, are suppressed, and the effect on the liquid crystal molecules is small. Materials and processing conditions are selected and used.

【0060】かかる層14aとして、特に一軸配向規制
力を実質的に持たない層とするために、例えばラビング
処理等によっても一軸配向規制力が実質的に付与され得
ない金属酸化物等の無機膜等の硬度の高い材料を用いる
ことが好ましい。この点では、図2に示す構造では、層
14aを省略してITO等からなる透明電極13a上に
パターン形状の配向制御層15aを設けることもでき
る。
In order to form a layer having substantially no uniaxial alignment regulating force as the layer 14a, for example, an inorganic film such as a metal oxide to which a uniaxial alignment regulating force cannot be substantially imparted even by a rubbing treatment or the like. It is preferable to use a material having high hardness such as. In this regard, in the structure shown in FIG. 2, the layer 14a can be omitted and the pattern-shaped orientation control layer 15a can be provided on the transparent electrode 13a made of ITO or the like.

【0061】また、層14aは、図3〜図5に示すよう
な配向形成過程を良好に進行させるべく、その表面R2
において、一軸配向規制力を有する配向制御像15aの
表面R1に比較して液晶分子の相互作用を低下させてお
く。このため、層14aについては、その表面R2が、
液晶との濡れ性がよくない方向(液滴をはじく特性がよ
り強い)、接触角が大きくなる方向、表面エネルギー分
散項(γd)がより小さくなる方向、又は表面エネルギ
ー水素結合項をより大きくする方向で、材料、或いは必
要に応じてその形成方法や処理方法を選択して形成する
ことが好ましい。こうして、配向制御層15aのライン
部の表面R1に対応する液晶領域の液体相−液晶相転移
温度が、該ライン部間の表面R2に対応する部分)での
液晶領域の液体相−液晶層転移温度より高くし、前述の
良好な配向形成過程を実現することが可能となる。
The layer 14a has a surface R2 in order to favorably proceed the alignment forming process as shown in FIGS.
In the above, the interaction of liquid crystal molecules is reduced as compared with the surface R1 of the alignment control image 15a having the uniaxial alignment regulating force. Therefore, the surface R2 of the layer 14a is
In the direction of poor wettability with liquid crystal (stronger property of repelling droplets), in the direction of increasing contact angle, in the direction of decreasing surface energy dispersion term (γd), or increasing the surface energy hydrogen bonding term It is preferable to select a material, or a forming method and a processing method thereof as necessary according to the direction. Thus, the liquid phase-liquid crystal phase transition temperature of the liquid crystal region corresponding to the surface R1 of the line portion of the alignment control layer 15a is a portion corresponding to the surface R2 between the line portions). By setting the temperature higher than the temperature, it becomes possible to realize the above-described favorable alignment forming process.

【0062】具体的には、層14aとして、ゾルゲルタ
イプのシリカ膜や有機変成シリカ膜等の表面エネルギー
の分散項が配向制御層13aポリイミド等より相対的に
低い材料を用いることができる。
More specifically, as the layer 14a, a material such as a sol-gel type silica film or an organically modified silica film having a surface energy dispersion term relatively lower than that of the orientation control layer 13a polyimide can be used.

【0063】更に、層14aとしては、配向制御層15
aに使用される材料に比較して液晶分子に対する作用が
小さいことに加えて、液晶の駆動特性を向上させるべ
く、体積抵抗値を1×104 〜1×1010Ωcmの範囲
とすることが好ましい。かかる特性を得るために、例え
ば、必要に応じて多結晶又は非晶質金属酸化物からなる
膜、多結晶又は非晶質半導体からなる膜、及び微粒子
(導電性微粒子)を絶縁性の母材、バインダー中に分散
させた膜を用いることができる。上記多結晶又は非晶質
金属酸化物、多結晶又は非晶質半導体からなる膜、及び
微粒子には必要に応じて導電性制御不純物が添加されて
いてもよく導電性が調整される。
Further, as the layer 14a, the orientation control layer 15
In addition to having a small effect on liquid crystal molecules as compared with the material used for a, the volume resistance value should be in the range of 1 × 10 4 to 1 × 10 10 Ωcm in order to improve the driving characteristics of the liquid crystal. preferable. In order to obtain such characteristics, for example, if necessary, a film made of a polycrystalline or amorphous metal oxide, a film made of a polycrystalline or amorphous semiconductor, and a fine particle (conductive fine particle) formed of an insulating base material Alternatively, a film dispersed in a binder can be used. The film made of the polycrystalline or amorphous metal oxide, the film made of the polycrystalline or amorphous semiconductor, and the fine particles may be added with a conductivity controlling impurity as necessary, and the conductivity is adjusted.

【0064】前記多結晶又は非晶質金属酸化物からなる
膜として、例えば、ZnO、CdO、ZnCdOx等の
12族元素の酸化物の膜、GeO2 、SnO2 、GeS
nOx,TiO2 、ZrO2 、TiZrOx等の4族元
素、14族元素の酸化物の膜が挙げられる。
As the film made of the polycrystalline or amorphous metal oxide, for example, a film of an oxide of a Group 12 element such as ZnO, CdO, ZnCdOx, GeO 2 , SnO 2 , GeS
Films of oxides of Group 4 elements and Group 14 elements such as nOx, TiO 2 , ZrO 2 , and TiZrOx can be given.

【0065】前記多結晶又は非晶質半導体からなる膜と
しては、Si、SiC等の14族半導体の膜が挙げられ
る。
Examples of the film made of the polycrystalline or amorphous semiconductor include a film of a Group 14 semiconductor such as Si and SiC.

【0066】また、微粒子としては、例えば、上記12
族元素の酸化物、4族元素の酸化物、14族元素の酸化
物、14族の半導体の微粒子が挙げられる。
As the fine particles, for example,
Examples include oxides of Group IV elements, oxides of Group IV elements, oxides of Group IV elements, and fine particles of Group 14 semiconductors.

【0067】必要に応じて上記多結晶又は非晶質金属酸
化物、多結晶又は非晶質半導体や微粒子に添加される導
電性制御不純物としては、12族元素の酸化物に応じて
ドープする導電性制御不純物には、例えばn型不純物
(ドナー/電子伝導を高める不純物)として13族元素
であるB、Al、Ga、In等が、p型不純物(アクセ
プタ/ホール伝導度を高める不純物)として1族、11
族元素であるCu、Ag、Au、Li等に用いられる。
また14族元素の酸化物、半導体にドープする導電性制
御不純物には、例えば、n型不純物として15族元素で
あるP、As、Sb、Biが、p型不純物として13族
元素であるB、Al、Ga、In等が挙げられる。
As the conductivity controlling impurity added to the polycrystalline or amorphous metal oxide, the polycrystalline or amorphous semiconductor or the fine particles as necessary, the conductive doping depending on the oxide of the Group 12 element is used. The property control impurities include, for example, Group 13 elements such as B, Al, Ga, and In as n-type impurities (donors / impurities that enhance electron conduction) and p-type impurities (impurities / impurities that increase hole conductivity). Tribe, 11
It is used for group elements such as Cu, Ag, Au, and Li.
Examples of the conductivity control impurities doped into the oxides and semiconductors of Group 14 elements include P, As, Sb, and Bi as Group 15 elements as n-type impurities and B and Group 13 elements as P-type impurities. Al, Ga, In and the like can be mentioned.

【0068】このような導電性制御不純物については、
当該不純物が添加された材料を含む配向制御層を有する
基板側の表面電位が正の場合はドナーを、負の場合はア
クセプタを用いる、不純物の添加濃度については、材料
(微粒子、不純物の材料の組合せ)の種類、結晶状態
(結晶欠陥密度の多寡)に応じて設定されるが、不純物
が添加された状態での材料の自由電子あるいは自由正孔
の濃度が1.0×1011〜1.0×1014atm/
cm3 程度となるようにすることが好ましい。不純物を
添加する母体の材料として多結晶又は非晶質の材料を用
いる場合は、不純物の添加効率を考慮して、1.0×1
17〜1.0×1020atm/cm3 (母体材料に対し
て0.01〜1%程度)を実際の添加量とする。
For such conductivity control impurities,
A donor is used when the surface potential of the substrate having the orientation control layer containing the material to which the impurity is added is positive, and an acceptor is used when the surface potential is negative. Combination) and the crystal state (the crystal defect density), but the concentration of free electrons or free holes of the material in the state where impurities are added is 1.0 × 10 11 to 1. 0 × 10 14 atm /
It is preferable to set it to about cm 3 . In the case where a polycrystalline or amorphous material is used as a base material to which impurities are added, 1.0 × 1
0 17 to 1.0 × 10 20 atm / cm 3 (about 0.01 to 1% with respect to the base material) is set as an actual addition amount.

【0069】前記微粒子を分散させるバインダーとなる
材料としては、例えば、SiOx、TiOx、ZrO
x、その他の酸化物溶融母材、シロキサンポリマー等が
挙げられる。
Examples of a material serving as a binder for dispersing the fine particles include SiOx, TiOx, and ZrO.
x, other oxide melting base materials, siloxane polymers and the like.

【0070】一方、対向する基板12bにおける配向制
御層15bについては、用いる液晶材料の特性に応じて
一軸配向規制力を付与する、或いは他の配向制御能を付
与する。
On the other hand, with respect to the alignment control layer 15b on the opposing substrate 12b, a uniaxial alignment regulating force is provided or another alignment control ability is provided according to the characteristics of the liquid crystal material used.

【0071】前述したコレステリック相をとらず等方相
−スメクチックといった相転移系列を示す液晶材料を用
いる場合では、一方の基板12aにおける一軸配向規制
力を持った配向制御層15aに対し、他方の基板12b
における配向制御層15bを一軸配向規制力を実質的に
持たない層とすることが好ましい。この場合配向制御層
15bには、対向する基板12a側で前述したように液
晶分子に対する相互作用が小さい層14aと同様の機能
を持たせることがより好ましく、当該層14aとして使
用可能な材料を用い、特に好ましくは層14aと同一材
料を用いる。こうして、液晶11に対して実質的に接す
る両基板の界面の大部分では絶縁性が抑制され、液晶、
特にカイラルスメクチック液晶の駆動特性の向上がなさ
れる。
In the case where a liquid crystal material exhibiting a phase transition series such as an isotropic phase-smectic phase without using the cholesteric phase described above is used, the alignment control layer 15a having a uniaxial alignment control force on one substrate 12a is opposed to the other substrate. 12b
It is preferable that the alignment control layer 15b in the above is a layer having substantially no uniaxial alignment control force. In this case, the alignment control layer 15b more preferably has the same function as the layer 14a having a small interaction with the liquid crystal molecules on the side of the opposing substrate 12a as described above, and a material usable as the layer 14a is used. Particularly preferably, the same material as that of the layer 14a is used. In this manner, the insulating property is suppressed at most of the interface between the two substrates substantially in contact with the liquid crystal 11, and the liquid crystal,
In particular, the driving characteristics of the chiral smectic liquid crystal are improved.

【0072】その他、上記構造の液晶素子では、配向制
御層15aや15b、層14aとは別に、対向する基板
相互のショートを防止する層としての絶縁膜や、他の有
機材料からなる層、無機材料からなる層を設けてもよ
い。
In addition, in the liquid crystal element having the above structure, apart from the alignment control layers 15a and 15b and the layer 14a, an insulating film as a layer for preventing a short circuit between opposing substrates, a layer made of another organic material, an inorganic A layer made of a material may be provided.

【0073】スペーサー16は、基板間距離(セルギャ
ップ)を決定するものであり、例えばシリカビーズ等が
用いられる。かかるスペーサー15に加えて、基板11
a及び11b間の接着性を向上させるべく、エポキシ樹
脂等の樹脂材料からなる接着性粒子を基板間に分散配置
してもよい。
The spacer 16 determines the distance between the substrates (cell gap), and for example, silica beads or the like are used. In addition to the spacer 15, the substrate 11
Adhesive particles made of a resin material such as an epoxy resin may be dispersed between the substrates in order to improve the adhesiveness between a and 11b.

【0074】ところでスメクチック液晶表示素子では同
一画像を長時間表示し続けた場合の表示焼き付きに関す
る特性が、ネマティック液晶表示素子と比較すると相対
的に大きく現われるという問題が挙げられる。この問題
はスメクチック液晶共通の問題であるが、特に双安定性
を有する強誘電性液晶において表示焼き付き問題は顕著
に観測されている。このスメクチック液晶、特に強誘電
性液晶において問題となる表示焼き付き現象は電気的な
要因と配向的な要因によって生じるものと理解すること
ができる。
However, the smectic liquid crystal display element has a problem that the display burn-in characteristic when the same image is continuously displayed for a long time is relatively large as compared with the nematic liquid crystal display element. This problem is a problem common to smectic liquid crystals, but a display burn-in problem is particularly observed in ferroelectric liquid crystals having bistability. It can be understood that the display burn-in phenomenon which is a problem in the smectic liquid crystal, particularly the ferroelectric liquid crystal, is caused by an electrical factor and an orientational factor.

【0075】まず、強誘電性液晶では自発分極によりイ
オンの偏在が誘発される結果、電気的非対称性を生み出
し双安定性が崩れてしまうという、電気的要因による双
安定性の崩れが表示焼き付きとして観測される。これは
強誘電性液晶特有の問題といえる。
First, in the ferroelectric liquid crystal, spontaneous polarization induces uneven distribution of ions, resulting in an electrical asymmetry and a loss of bistability. Observed. This can be said to be a problem specific to ferroelectric liquid crystals.

【0076】一方、焼き付き現象は配向制御膜表面と液
晶との界面分子配向の問題であるものと考えられる。こ
れは液晶素子全てに当てはまる現象であるが、液晶素子
において、基板間の中央付近におけるバルクの分子配向
方向が界面分子配向方向を変化させる結果、駆動特性を
変化させるため表示焼き付きとして観測されるものであ
る。即ち、少なくとも一方の基板に一軸配向処理が施さ
れた液晶素子では一軸配向規制力を有する基板界面近傍
における液晶分子は平均的にはその配向が容易である方
向に分子配列しているが、バルクの分子配列方向に関し
ては、液晶素子に対して印加される電界に方向に影響を
受けたものとなり、これらの分子の配列方向がずれるこ
とになってしまう。そのとき基板間の液晶の厚み方向に
おける連続体としての液晶分子は、基板界面とバルクと
の分子配向方向の歪みによって生じた弾性自由エネルギ
ーの増加分を減少させるために、界面分子そのものの配
向方向を変化させてしまう。このときの界面分子の配向
変化量は、例えばフランクの弾性定数が大きい等、連続
体としての特性が大きい液晶材料ほど顕著になると考え
られる。そのため、より高次の液晶相であるスメクチッ
ク液晶はネマティック液晶と比較すると相対的に表示焼
き付き特性が悪くなるものと考えられる。
On the other hand, it is considered that the image sticking phenomenon is a problem of the molecular alignment at the interface between the surface of the alignment control film and the liquid crystal. This is a phenomenon that applies to all liquid crystal elements, but in liquid crystal elements, the molecular orientation direction of the bulk near the center between the substrates changes the interface molecular orientation direction, and as a result, display characteristics are observed as display burn-in. It is. That is, in a liquid crystal element in which at least one substrate is subjected to a uniaxial alignment treatment, liquid crystal molecules in the vicinity of the substrate interface having a uniaxial alignment regulating force are arranged on the average in a direction in which the alignment is easy, but the bulk is Are influenced by the direction of the electric field applied to the liquid crystal element, and the arrangement direction of these molecules is shifted. At that time, the liquid crystal molecules as a continuum in the thickness direction of the liquid crystal between the substrates reduce the increase in elastic free energy caused by the distortion of the molecular alignment direction between the substrate interface and the bulk, so that the orientation direction of the interface molecules themselves is reduced. Will change. At this time, the amount of change in the orientation of the interface molecules is considered to be more remarkable in a liquid crystal material having a larger continuum characteristic such as a larger elastic constant of Frank. Therefore, it is considered that the smectic liquid crystal, which is a higher-order liquid crystal phase, has relatively poor display burn-in characteristics as compared with the nematic liquid crystal.

【0077】そこで、本発明の液晶素子では、上述した
表示焼き付き特性を改善すべく一対の基板間において、
該液晶の部分が、基板界面付近の液晶分子と基板間のバ
ルク液晶分子が実質的に連続配列状態である第一の液晶
領域と、基板界面付近の液晶分子と基板間のバルク液晶
分子が不連続配列状態である第二の液晶領域から構成さ
れるようにすることが好ましい。
Therefore, in the liquid crystal device of the present invention, in order to improve the above-described display burn-in characteristic, a liquid crystal device is provided between a pair of substrates.
The liquid crystal portion has a first liquid crystal region in which liquid crystal molecules near the substrate interface and the bulk liquid crystal molecules between the substrates are in a substantially continuous alignment state, and a bulk liquid crystal molecule between the liquid crystal molecules near the substrate interface and the substrate does not. It is preferable that the second liquid crystal region be in a continuous alignment state.

【0078】そして、このような第一及び第二の液晶領
域を有する素子を図1〜図5で説明したような、少なく
とも一方の基板に一軸配向規制力を有する配向制御層が
選択的に設けられた素子により実現することができる。
An element having such first and second liquid crystal regions is selectively provided with an alignment control layer having a uniaxial alignment regulating force on at least one of the substrates as described with reference to FIGS. It can be realized by the provided element.

【0079】このような第一及び第二の液晶領域を有す
る液晶素子について、図16を参照して説明する。
A liquid crystal device having such first and second liquid crystal regions will be described with reference to FIG.

【0080】同図において、液晶素子10は、液晶20
を夫々該液晶に電界を加える電極23a、23b及び液
晶の配向状態を制御する配向制御層25a,25bを備
えた基板22a及び22b間に挟持した構造を有してい
る。かかる素子は、液晶に接する配向制御層25a(及
び/又は25b)の材料を適宜選択し、液晶に接する界
面(R21、R22)の表面状態やその特性を制御する
ことにより、液晶26が、基板界面付近の領域L11の
液晶分子と基板間の領域L12のバルク液晶分子L12
が実質的に連続配列状態である第一の液晶領域L1と、
基板界面付近の領域L21の液晶分子と基板間の領域L
22のバルク液晶分子が不連続配列状態である第二の液
晶領域L2から構成されるようにしたものである。
In the figure, a liquid crystal element 10 has a liquid crystal 20.
Are sandwiched between substrates 22a and 22b having electrodes 23a and 23b for applying an electric field to the liquid crystal and alignment control layers 25a and 25b for controlling the alignment state of the liquid crystal. In such an element, the liquid crystal 26 is formed on the substrate by appropriately selecting the material of the alignment control layer 25a (and / or 25b) in contact with the liquid crystal and controlling the surface state and characteristics of the interface (R21, R22) in contact with the liquid crystal. Liquid crystal molecules in a region L11 near the interface and bulk liquid crystal molecules L12 in a region L12 between the substrates
Are in a substantially continuous alignment state, and
The region L between the liquid crystal molecules in the region L21 near the substrate interface and the substrate
In this case, 22 bulk liquid crystal molecules are constituted by a second liquid crystal region L2 in a discontinuous alignment state.

【0081】かかる液晶素子における作用について説明
する。
The operation of the liquid crystal device will be described.

【0082】前述のように、液晶素子における焼き付き
現象はバルクの配向歪みによって生じる弾性自由エネル
ギーの増加分を減少させるための界面分子配向方向を変
化させる結果生じる現象と考えられる。即ち、焼き付き
現象は素子の基板間でバルク部分と界面部分といった素
子の厚み方向の液晶部分の全てが弾性連続体として挙動
するときに生じる現象といえる。
As described above, the image sticking phenomenon in the liquid crystal element is considered to be a phenomenon resulting from a change in the orientation direction of interfacial molecules for reducing an increase in elastic free energy caused by bulk orientation distortion. That is, the burn-in phenomenon can be said to occur when all of the liquid crystal portions in the device thickness direction such as the bulk portion and the interface portion between the substrates of the device behave as an elastic continuum.

【0083】そこで、図16に示す構造の液晶素子で
は、液晶領域L2においては、配向制御層25aの界面
近傍の領域L21における液晶分子と、基板間の領域L
22におけるバルク液晶分子が不連続配列状態を有する
ことにより、表示焼き付き現象の発生を抑制している。
具体的には領域L21での液晶配向状態と領域L22で
のバルクの液晶配向状態とが全く異なっており、分子集
団としての連続体が形成できないように分子配向制御し
ている。より具体的には領域L21では液晶分子の配向
方向が完全にランダムな方向を向いており、領域L22
では液晶分子の配向方向は整然と一軸方向(配向制御層
25aにおける一軸配向処理方向)へと配向するよう制
御している。液晶領域L2では、こうした配向状態とす
ることにより、界面とバルクとは不連続配向状態となり
配向状態が互いに影響しあわない、即ち経時的に配向状
態が変化することのない素子を実現できる。
Therefore, in the liquid crystal element having the structure shown in FIG. 16, in the liquid crystal region L2, the liquid crystal molecules in the region L21 near the interface of the alignment control layer 25a and the region L2 between the substrates are different.
Since the bulk liquid crystal molecules in 22 have a discontinuous alignment state, the occurrence of the display burn-in phenomenon is suppressed.
Specifically, the liquid crystal alignment state in the region L21 is completely different from the bulk liquid crystal alignment state in the region L22, and the molecular alignment is controlled so that a continuum as a molecular group cannot be formed. More specifically, in the region L21, the alignment direction of the liquid crystal molecules is completely random, and the region L22
In this example, the liquid crystal molecules are controlled so that the alignment direction is aligned in a uniaxial direction (the uniaxial alignment processing direction in the alignment control layer 25a). In the liquid crystal region L2, by adopting such an alignment state, the interface and the bulk become discontinuous alignment states, and the alignment state does not influence each other, that is, an element in which the alignment state does not change with time can be realized.

【0084】尚、液晶領域L2を構成する基板界面付近
の領域であるL21及びバルク部分に対応する領域L2
2、液晶領域L1を構成する基板界面付近の領域である
L11及びバルク部分に対応する領域L12について
は、領域L21及びL11は、基板界面(配向制御層2
5a(又は25b)と液晶20との界面)から100Å
程度の部分であり、領域L22及びL12は、上記領域
L21及びL11を基板界面から除いた基板間の中央部
分であると想定することができる。これら領域におけ
る、液晶分子の挙動については、Appl.Phys.
Lett.Vol.53(24)P2397−2398
に記載のTIR(Total Internal Re
flection)法、SHG(Second Har
monicGeneration)法により観察するこ
とができる。
Note that L21, which is a region near the substrate interface constituting the liquid crystal region L2, and L2, which corresponds to the bulk portion,
2. With respect to L11 which is a region near the substrate interface constituting the liquid crystal region L1 and a region L12 corresponding to the bulk portion, the regions L21 and L11 are located at the substrate interface (the orientation control layer 2).
100 ° from the interface between 5a (or 25b) and liquid crystal 20)
The regions L22 and L12 can be assumed to be a central portion between the substrates excluding the regions L21 and L11 from the substrate interface. The behavior of liquid crystal molecules in these regions is described in Appl. Phys.
Lett. Vol. 53 (24) P2397-2398
TIR (Total Internal Re)
fraction) method, SHG (Second Har)
(MonicGeneration) method.

【0085】次に、上記の液晶素子を得るための手段、
特に配向制御層25a(25b)の調整について説明す
る。通常、液晶素子は一対の基板に施された配向制御方
向にしたがってセル全体の分子配向方向が決定される。
つまり、液体相から液晶相への相転移過程においては配
向制御膜近傍の分子から液晶相へと相転移する。そして
その際、配向制御膜上に施された配向処理方向にしたが
って分子配列し、更に冷却が進行すると、液晶相への相
転移がバルク部分にも及びセル全体が液晶相となる。つ
まり、通常の液晶素子は界面の規制を受けて分子配列が
形成されることから、上記の領域L1のような界面とバ
ルクは連続した分子配列状態が得られる。
Next, means for obtaining the above liquid crystal element,
In particular, adjustment of the orientation control layer 25a (25b) will be described. Usually, in a liquid crystal element, the molecular alignment direction of the entire cell is determined according to the alignment control direction applied to a pair of substrates.
That is, during the phase transition process from the liquid phase to the liquid crystal phase, the phase transition from molecules near the alignment control film to the liquid crystal phase. At that time, the molecules are arranged in accordance with the direction of the alignment treatment applied on the alignment control film, and when the cooling is further advanced, the phase transition to the liquid crystal phase extends to the bulk portion, and the entire cell becomes the liquid crystal phase. That is, in the ordinary liquid crystal element, since the molecular alignment is formed by the regulation of the interface, a continuous molecular alignment state is obtained between the interface and the bulk as in the region L1.

【0086】一方、上記の領域L2のような基板界面と
バルク部分とで不連続な分子配列状態を得るためには、
同一基板面内に一軸配向規制力を有する部分(一軸配向
処理がなされている部分)と、一軸配向規制力を実質的
に持たないあるいは弱い部分(一軸配向処理が施されて
いない部分)の両方を設けることが好ましい。具体的
は、配向制御層5aにおける表面R21を一軸配向規制
力を有する部分とし、R22を一軸配向規制力を実質的
に持たない又はR21に比べて一軸配向規制力が相対的
に弱い部分とする。
On the other hand, in order to obtain a discontinuous molecular arrangement state between the substrate interface and the bulk portion as in the above-mentioned region L2,
Both a portion having a uniaxial orientation regulating force (a portion subjected to a uniaxial orientation treatment) and a portion having substantially no or weak uniaxial orientation regulating force (a portion not subjected to a uniaxial orientation treatment) in the same substrate surface Is preferably provided. Specifically, the surface R21 in the orientation control layer 5a is a portion having a uniaxial orientation regulating force, and R22 is a portion having substantially no uniaxial orientation regulating force or a portion having a relatively weak uniaxial orientation regulating force as compared with R21. .

【0087】このような配向制御能を有する層25aを
有する基板により構成された素子の場合、液体相−液晶
相相転移は、一軸配向規制力を持つ部分(R21)にお
ける液晶領域の界面近傍分子(L11)から生じ、配向
規制されていない部分に対応する液晶領域(L2)へと
拡大する。この相転移の順序については、液晶素子が一
般に一軸配向規制力が強いほど液晶相への相転移温度が
高くなることからも明らかである。このように、同一基
板面内に一軸配向規制力を有する部分(R21)と、一
軸配向規制力を実質的に持たない部分(R22)とが設
けられている場合、特に一軸配向規制力を実質的に持た
ない部分(R22)に対応する液晶領域のバルク配向
(L22)は、その液晶領域の界面(R22)の影響で
はなく、隣り合った一軸配向規制力を有する部分(R2
1)に対応する液晶領域のバルク部分(L12)の配向
にしたがって配向させることができる。中でも特にスメ
クチック液晶のように結晶性の高い液晶相では、一軸配
向規制力を有する部分(R21)に対応する液晶領域
(L1)において均一配向を形成させた後、一軸配向規
制されていない部分(R22)に対応する領域(L2)
へと結晶成長させることにより、基板界面における配向
規制の有無に関わらずセル全体を均一に配向させること
ができる。
In the case of an element constituted by a substrate having such a layer 25a having alignment control ability, the liquid phase-liquid crystal phase transition is caused by molecules near the interface of the liquid crystal region in the portion (R21) having uniaxial alignment regulating force. It is generated from (L11) and expands to a liquid crystal region (L2) corresponding to a portion where alignment is not regulated. The order of the phase transition is apparent from the fact that the liquid crystal element generally has a higher uniaxial alignment regulating force, and thus has a higher phase transition temperature to a liquid crystal phase. As described above, when the portion (R21) having the uniaxial orientation regulating force and the portion (R22) having substantially no uniaxial orientation regulating force are provided on the same substrate surface, particularly, the uniaxial orientation regulating force is substantially reduced. The bulk alignment (L22) of the liquid crystal region corresponding to the portion (R22) that does not have the effect is not affected by the interface (R22) of the liquid crystal region, but the portion (R2) having the adjacent uniaxial alignment regulating force.
The alignment can be performed according to the alignment of the bulk portion (L12) of the liquid crystal region corresponding to 1). Among them, particularly in a liquid crystal phase having high crystallinity such as a smectic liquid crystal, after a uniform alignment is formed in a liquid crystal region (L1) corresponding to a portion having a uniaxial alignment regulating force (R21), a portion where uniaxial alignment is not regulated ( Region (L2) corresponding to R22)
By performing crystal growth on the substrate, the entire cell can be uniformly aligned regardless of the presence or absence of alignment control at the substrate interface.

【0088】スメクチック液晶は層法線方向に対する一
次元結晶であることから、このときの結晶成長方向は層
法線方向に向かって進行し易い。従って、一軸配向規制
力を有する部分(R21)はスメクチック層方向に関し
て連続、あるいは略連続させておくことが望ましい。一
方この時、一軸配向規制されていない部分(R22)に
対応する液晶領域(L2)では、界面近傍領域(L2
1)の分子の配向方向はランダムな方向を向いている。
これは界面近傍領域(L21)の分子から先に液晶相へ
と相転移する、即ち、バルク部分(L22)が液体相を
示す温度範囲においても界面近傍領域(L21)の分子
は界面(R22)の規制を受けてある程度分子配列して
いることから、必然的に一軸配向規制されていない界面
近傍領域(L21)の配向方向はランダムな方向を向か
ざるを得ないことによる。こうして、バルク部分(L2
2)が均一に配向し界面近傍領域(L21)がランダム
に配向するという、液晶10の厚み方向に不連続な配向
状態(液晶領域L2)を示す液晶素子が実現できる。
Since the smectic liquid crystal is a one-dimensional crystal with respect to the layer normal direction, the crystal growth direction at this time tends to progress toward the layer normal direction. Therefore, it is desirable that the portion (R21) having the uniaxial alignment regulating force is continuous or substantially continuous in the smectic layer direction. On the other hand, at this time, in the liquid crystal region (L2) corresponding to the portion (R22) where the uniaxial alignment is not regulated, the region near the interface (L2)
The orientation direction of the molecules in 1) is in a random direction.
This means that the molecules in the region near the interface (L21) undergo a phase transition from the molecules in the region near the interface (L21) to the liquid crystal phase first. This is because the alignment direction of the interface-neighboring region (L21), which is not necessarily uniaxially controlled, is forced to be in a random direction because the molecular arrangement is performed to some extent under the restriction described above. Thus, the bulk portion (L2
A liquid crystal element exhibiting a discontinuous alignment state (liquid crystal region L2) in the thickness direction of the liquid crystal 10, in which 2) is uniformly aligned and a region near the interface (L21) is randomly aligned, can be realized.

【0089】上記L2の液晶領域に対応する配向制御層
5aの界面R22については、その表面状態を算術平均
粗さRaが2nm以上の表面粗さ、自乗平均粗さRms
が2.5nm以上の表面粗さ、あるいは表面粗度5%以
上の表面粗さをすることが好ましい。
Regarding the interface R22 of the alignment control layer 5a corresponding to the liquid crystal region of L2, the surface state is determined by calculating the surface roughness of the arithmetic average roughness Ra of 2 nm or more and the root mean square roughness Rms.
Has a surface roughness of 2.5 nm or more, or a surface roughness of 5% or more.

【0090】こうすることで、当該界面R22近傍及び
液晶領域(L21)における分子の起き上がり角度(プ
レチルト角)は表面凹凸にならった角度になるため、プ
レチルト角に関しても界面近傍層ではランダムな角度と
なる。つまり、基板面内方向(方位角方向)だけでなく
基板からの起き上がり方向(極角方向)に関しても基板
界面近傍の液晶領域(L21)とバルク領域(L22)
とで不連続な分子配列とすることができるため、表示焼
き付きの抑制効果がより大きくなる。
By doing so, the rising angle (pretilt angle) of the molecules in the vicinity of the interface R22 and in the liquid crystal region (L21) becomes an angle based on the surface unevenness, so that the pretilt angle also becomes a random angle in the layer near the interface. Become. That is, the liquid crystal region (L21) and the bulk region (L22) near the substrate interface not only in the in-plane direction of the substrate (azimuth direction) but also in the rising direction from the substrate (polar angle direction).
Thus, a discontinuous molecular arrangement can be obtained, so that the effect of suppressing display burn-in is further increased.

【0091】尚、ここでいう算術平均粗さRaとは、定
量面で中心面から表面までの偏差の絶対値の平均値を表
し、自乗平均粗さRmsとは、定量面で中心面から表面
までの偏差の自乗の平均値の平行根を表している。また
表面粗度とはある面積S上に凹凸形状を有する膜が存在
したとき表面の凹凸を含めた表面積S′との関係によっ
て次式のように表される。
Here, the arithmetic mean roughness Ra represents the average value of the absolute value of the deviation from the center plane to the surface in the quantitative plane, and the root mean square roughness Rms refers to the mean surface roughness from the central plane in the quantitative plane. Represents the parallel root of the mean of the squares of the deviations up to. The surface roughness is expressed by the following equation according to the relationship with the surface area S 'including the surface irregularities when a film having the irregularities on a certain area S exists.

【0092】表面粗度=(S′−S)/SSurface roughness = (S'-S) / S

【0093】尚、図16に示すような構造の液晶素子で
は、例えば液晶10の部分が、互いに離間した複数の実
駆動領域の単位に分割され、これらを実駆動領域におけ
る液晶を全て或いは選択的に駆動させるような態様で使
用され得る。液晶表示素子では、かかる実駆動領域はい
わゆる画素に相当する。かかる液晶素子の態様では、少
なくとも実駆動領域は上記第二の液晶領域L2に相当
し、実駆動領域間を第一の液晶領域L1に相当するよう
にすることが好ましい。
In the liquid crystal device having the structure as shown in FIG. 16, for example, a portion of the liquid crystal 10 is divided into a plurality of units of a real driving region which are separated from each other, and these are all or selectively used for the liquid crystal in the real driving region. Can be used in such a manner as to be driven. In a liquid crystal display device, such an actual driving area corresponds to a so-called pixel. In such an embodiment of the liquid crystal element, it is preferable that at least the actual driving region corresponds to the second liquid crystal region L2 and the space between the actual driving regions corresponds to the first liquid crystal region L1.

【0094】上述したように、第一の液晶領域(L1)
及び第二の液晶領域(L2)は、好ましくは基板におけ
る液晶との界面領域に一軸配向規制力を有する部分(R
2)と、一軸配向規制力を実質的に持たないか相当的に
小さい部分(R22)を設けることにより、これらに対
応して形成することができる。従って、図1及び図2に
示すような構造で、前述した部材処理を適用した基板及
び素子の構成により、図3〜図5に示すような配向形成
過程を発現させることにより、図16に示すような第一
の液晶領域(L1)、第二の液晶領域(L2)を有する
素子を得ることができる。図16における第一の液晶領
域(L1)を付与する基板上の面領域R21が、図2に
おける一軸配向規制力を有する配向制御層15aの基板
と実質的に平行な面領域であるR1に、図16における
第二の液晶領域L2を付与する基板上の面領域R22が
図1での層15aのライン間の面領域R2に夫々相当す
る。
As described above, the first liquid crystal region (L1)
And the second liquid crystal region (L2) preferably has a portion (R
By providing 2) and a portion (R22) having substantially no or substantially small uniaxial alignment regulating force, it can be formed corresponding to these. Therefore, the structure shown in FIG. 1 and FIG. 2 and the structure of the substrate and the element to which the above-described member processing is applied allow the alignment forming process shown in FIGS. An element having such a first liquid crystal region (L1) and a second liquid crystal region (L2) can be obtained. A surface region R21 on the substrate to which the first liquid crystal region (L1) is provided in FIG. 16 is a surface region R1 substantially parallel to the substrate of the alignment control layer 15a having the uniaxial alignment regulating force in FIG. The surface region R22 on the substrate to which the second liquid crystal region L2 is provided in FIG. 16 corresponds to the surface region R2 between the lines of the layer 15a in FIG.

【0095】即ち、図2に示す構造の液晶素子では、素
子内において通常絶縁性を有する一軸配向規制力を有す
る配向制御層(15a)が、配向状態形成の開始部分と
なる核(バトネ)を供給するために必要なパターン形状
で設けられ、図3〜図5に示すように配向状態の形成過
程により素子全面に均一な配向状態の形成が確実になさ
れ、かかる配向状態の形成過程と、配向制御層15aの
表面R1と、その間隙の層14aの表面R2の特性の関
係により、R1に対応する液晶領域が前述した図16に
示す液晶領域L1のように領域L11とL12が連続配
列状態となり、R2に対応する液晶領域が前述した図1
6に示す液晶領域L2のように領域L21とL22が不
連続配列状態となる。
That is, in the liquid crystal device having the structure shown in FIG. 2, the alignment control layer (15a) having a uniaxial alignment regulating force, which usually has an insulating property, forms a nucleus (battone) serving as a starting portion for forming an alignment state. It is provided in a pattern shape necessary for supply, and as shown in FIG. 3 to FIG. 5, a uniform alignment state is reliably formed on the entire surface of the device by the alignment state forming process. Due to the relationship between the characteristics of the surface R1 of the control layer 15a and the surface R2 of the gap layer 14a, the liquid crystal region corresponding to R1 is in a state where the regions L11 and L12 are continuously arranged as the liquid crystal region L1 shown in FIG. , R2 correspond to FIG.
As in the liquid crystal region L2 shown in FIG. 6, the regions L21 and L22 are in a discontinuous alignment state.

【0096】特に、図2に示す素子構造で、図16に示
す第一の液晶領域L1、第二の液晶領域L2を良好に形
成させるべく、特に領域L21とL22が不連続配列状
態となるように、面R2を形成する。
In particular, in the element structure shown in FIG. 2, in order to form the first liquid crystal region L1 and the second liquid crystal region L2 shown in FIG. 16 well, the regions L21 and L22 are arranged in a discontinuous arrangement. Then, a surface R2 is formed.

【0097】層14aとしては、その表面状態を前述し
た所定の粗さとする、例えば前述した液晶との濡れ性が
よくない方向(液滴をはじく特性がより強い)、接触角
が大きくなる方向、表面エネルギー分散項(γd)がよ
り小さくなる方向、又は表面エネルギー水素結合項をよ
り大きくする方向の材料を粗面化して用いることが好ま
しい。
The layer 14a has a surface condition of the above-mentioned predetermined roughness, for example, a direction in which the wettability with the liquid crystal is not good (the property of repelling droplets is strong), a direction in which the contact angle is large, It is preferable to roughen and use a material in a direction in which the surface energy dispersion term (γd) becomes smaller or in a direction in which the surface energy hydrogen bonding term becomes larger.

【0098】液晶領域L2を得るために又電気特性や表
面特性を所望のものとすべく特に好ましくは、層14a
として、前述した微粒子(導電性微粒子)を絶縁性母
材、バインダー中に分散させた膜を用いる。かかる微粒
子には必要に応じて導電性制不純物を添加し導電性を調
整する。
In order to obtain the liquid crystal region L2 and to obtain desired electric characteristics and surface characteristics, it is particularly preferable to use the layer 14a.
A film in which the above-described fine particles (conductive fine particles) are dispersed in an insulating base material and a binder is used. The conductivity is adjusted by adding a conductive impurity as necessary to the fine particles.

【0099】上記構造の素子1では、好ましくは、液晶
11が基板間の液晶が互いに離間した複数の実駆動領域
から構成されるものであり、該実駆動領域において、信
号電源(図示せず)からのスイッチング信号に応じて電
極12a及び12bにより液晶11に電界が印加されて
スイッチングが行われ、液晶11中を通過する光が変調
され、少なくとも明状態及び暗状態が形成される。
In the element 1 having the above structure, preferably, the liquid crystal 11 is composed of a plurality of actual driving regions in which the liquid crystal between the substrates is separated from each other. In the actual driving region, a signal power supply (not shown) is provided. An electric field is applied to the liquid crystal 11 by the electrodes 12a and 12b in response to the switching signal from the switch, switching is performed, and light passing through the liquid crystal 11 is modulated, so that at least a bright state and a dark state are formed.

【0100】更に、かかる配向制御層15aに対応する
液晶領域(領域R1に対応する素子の厚み方向の全液晶
領域)において、暗状態が示されるように、該領域での
液晶分子の位置を固定化させることもできる。
Further, in the liquid crystal region corresponding to the alignment control layer 15a (all the liquid crystal regions in the thickness direction of the element corresponding to the region R1), the positions of the liquid crystal molecules in the region are fixed so as to show a dark state. It can also be converted.

【0101】特に、配向制御層15aの領域R1とこの
領域に対向する配向制御層15bの表面電位の差を50
mVより大きく、好ましくは100mVより大きくし、
この対向面内の領域で常に暗状態が示されるように液晶
分子の位置を固定化させる。
In particular, the difference between the surface potential of the region R1 of the orientation control layer 15a and the surface potential of the orientation control layer 15b facing this region is reduced by 50%.
greater than 100 mV, preferably greater than 100 mV,
The position of the liquid crystal molecules is fixed so that a dark state is always shown in the region within the facing surface.

【0102】強誘電性を示す液晶を用い、ストライプ状
の電極を有する一対の基板を対向せしめたマトリックス
タイプの液晶表示素子では、夫々の基板の電極が互いに
交差する部分以外に対応する領域、即ち画素間の領域で
は、液晶の分子配向状態を電界により制御することはで
きず、画素間で光漏れが生じ表示におけるコントラスト
が劣化する恐れがあるため、当該画素間領域に対応して
基板に金属材料等のブラックマトリックスといった部材
を設け遮光している。しかし、このブラックマトリック
スの形成は、上記の画素電極が互いに交差する部分に対
応するべく位置合わせ等が必要となり、コストの向上を
もたらし、またブラックマトリックスとして金属材料等
を用いる場合、素子表示面の反射率が高くなり、表示品
位が低下することがある。
In a matrix type liquid crystal display device using a liquid crystal exhibiting ferroelectricity and having a pair of substrates having striped electrodes opposed to each other, a region corresponding to a region other than a portion where the electrodes of each substrate cross each other, that is, In the region between the pixels, the molecular alignment state of the liquid crystal cannot be controlled by the electric field, and light leakage may occur between the pixels and the contrast in display may be deteriorated. A material such as a black matrix such as a material is provided to shield light. However, the formation of the black matrix requires alignment and the like to correspond to the portions where the pixel electrodes intersect with each other, which leads to an increase in cost. The reflectance may increase, and the display quality may decrease.

【0103】更に、反強誘電性液晶を用いたマトリック
スタイプの液晶表示素子においては、画素間において液
晶の配向状態が他の領域に比較して若干乱れることがあ
る。この場合においても、画素間の光漏れ生じ表示にお
けるコントラストが劣化する恐れがあるため、上述のよ
うに当該画素間領域に対応して基板に金属材料等のブラ
ックマトリックスといった部材を設け遮光する必要が生
じ、同様に表示品位の低下の調整が生じる。従って、上
述のような配向状態が固定的に形成される領域を画素間
領域に対応して設けることで、均一な液晶分子配向を実
現しつつ、広い駆動マージンを実現し、より高速なスイ
ッチング特性を有し、且つ簡単な構造で実駆動領域間、
特に表示素子における画素間において確実に遮光を行な
い、コントラストが充分に確保することができる。
Further, in a matrix type liquid crystal display device using an antiferroelectric liquid crystal, the alignment state of the liquid crystal between pixels may be slightly disturbed as compared with other regions. Also in this case, since light leakage between pixels may cause deterioration of display contrast, it is necessary to provide a member such as a black matrix made of a metal material on a substrate corresponding to the inter-pixel region as described above to shield light. And similarly, a reduction in display quality is adjusted. Therefore, by providing a region where the above-mentioned alignment state is fixedly formed corresponding to the inter-pixel region, a wide driving margin is realized while realizing uniform liquid crystal molecule alignment, and higher switching characteristics are realized. With a simple structure and between the actual driving regions,
In particular, light is reliably shielded between pixels in the display element, and a sufficient contrast can be ensured.

【0104】次に、図17を参照して本発明の液晶素子
の第二の実施態様を説明する。同図において図2と同一
の符号は同一の部材を示す。
Next, a second embodiment of the liquid crystal device of the present invention will be described with reference to FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same members.

【0105】図17に示す第二の実施態様にかかる液晶
素子101では、基本的な構造は図2に示す第一の実施
態様と同様であり、基板12a側において、液晶11に
対して電界を印加する電極13a上に、下地層14aを
介して配向制御層15aが、ストライプ形状や格子状と
いった所望の形状で設けられて液晶11に接し、その上
面、即ち基板12aと実質的に平行な面(領域R1を構
成)において、少なくとも液晶11に対し一軸配向規制
力を有する。更に、配向制御層15aに対応しない領域
では、下地層14a上に層17aが設けられていない面
(R2)で液晶11に接している。ここで、層17a
は、配向制御層15aと同様に絶縁性材料等からなり適
切な処理を施すことで液晶に対する一軸配向規制力を呈
する材料により形成されるが、例えば配向制御層15a
に比較して極めて薄い厚みとすることで、面(R1)に
比較して面(R2)での液晶に対する一軸配向規制力を
相対的に小さく液晶との相互作用が小さくなるようにす
る。尚、対向する基板12bでは、液晶11に対して電
界を印加する電極11b上に、液晶に接し該液晶の配向
制御に寄与し得る配向制御層15bが形成されている。
The basic structure of the liquid crystal element 101 according to the second embodiment shown in FIG. 17 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2, and an electric field is applied to the liquid crystal 11 on the substrate 12a side. On the electrode 13a to be applied, an orientation control layer 15a is provided in a desired shape such as a stripe shape or a lattice shape via a base layer 14a, is in contact with the liquid crystal 11, and has an upper surface, that is, a surface substantially parallel to the substrate 12a. In the (region R1), the liquid crystal 11 has at least a uniaxial alignment regulating force. Further, in a region that does not correspond to the alignment control layer 15a, the region is in contact with the liquid crystal 11 on the surface (R2) where the layer 17a is not provided on the base layer 14a. Here, the layer 17a
Is formed of a material which is made of an insulating material or the like similarly to the orientation control layer 15a and which exerts a uniaxial orientation regulating force on the liquid crystal by performing an appropriate treatment.
By making the thickness extremely small as compared with the above, the uniaxial alignment regulating force on the liquid crystal on the surface (R2) is relatively small as compared with the surface (R1), so that the interaction with the liquid crystal is reduced. Note that, on the opposing substrate 12b, an alignment control layer 15b that is in contact with the liquid crystal and can contribute to the alignment control of the liquid crystal is formed on the electrode 11b that applies an electric field to the liquid crystal 11.

【0106】上記構造の液晶素子1においては、液晶1
1に接する、配向制御層15a、層17a、配向制御層
15bや、液晶11の材料、処理方法、条件等を適宜設
定することにより、第一の実施態様と同様に、図3〜図
5に示すように、液晶11において、降温時に液晶の液
体相−液晶相の相転移過程で、配向制御層15aの基板
と平行方向の面領域R1(第一の領域)に接する領域か
ら液晶相への相転移が生じて、配向制御層15aの一軸
配向規制力の軸方向(一軸配向処理の軸方向)に沿って
連続的に液晶相転移領域が成長し、更に面領域R2(第
二の領域)に当該相転移領域が拡大し、配向状態が形成
される。特に、配向制御層15aと、層17aの表面の
一軸配向規制力関係及び液晶に対する相互作用の関係に
より、即ち前者の表面の一軸配向規制力の強さを相対的
に強くし且つ液晶との相互作用を大きくすることで、上
述した配向状態の形成過程を効果的に得るようにする。
In the liquid crystal element 1 having the above structure, the liquid crystal 1
As in the first embodiment, by appropriately setting the alignment control layers 15a, 17a, and the alignment control layer 15b, the material of the liquid crystal 11, the processing method, the conditions, etc. As shown in the drawing, in the liquid crystal 11, in the phase transition process between the liquid phase and the liquid crystal phase of the liquid crystal when the temperature is lowered, the region of the alignment control layer 15 a from the region in contact with the surface region R <b> 1 (first region) in the direction parallel to the substrate changes to the liquid crystal phase. A phase transition occurs, and a liquid crystal phase transition region continuously grows in the axial direction of the uniaxial alignment regulating force (axial direction of the uniaxial alignment treatment) of the alignment control layer 15a, and further, the surface region R2 (second region) Then, the phase transition region expands, and an alignment state is formed. In particular, the relationship between the orientation control layer 15a and the uniaxial alignment regulating force of the surface of the layer 17a and the interaction with the liquid crystal, that is, the strength of the uniaxial alignment regulating force of the former surface is relatively increased, and the mutual interaction with the liquid crystal is increased. By increasing the action, the process of forming the above-described alignment state can be effectively obtained.

【0107】液晶の相転移が最初に生ずる第一の領域
(R1)に対応する配向制御層15aについては、第一
の実施態様の場合と同様の材料及び処理を採用して形成
することができる。一方、第一の領域(R1)以外の領
域(R2)に対応する層17については、例えば配向制
御層15aに用いることのできる材料として例示したも
のを同様に用いることができる。具体例としては、層1
4a上に配向制御層15aを形成するための材料層
(膜)を全面形成した後、前述したUVアッシング等の
方法によりパターニングする際の条件を調整して、配向
制御層15aを選択的に形成することと同時に、配向制
御層15aの各ライン間に、同一の材料で配向制御層1
5aに比較して小さい厚みの層17aを得ることでき
る。この場合、換言すれば層17aは、配向制御層15
aが突出したライン間で厚みを低減させて当該ラインと
連続的に形成されている。このようなパターニングの後
一軸配向処理を施すことで、配向制御層15aの厚みの
大きな部分の表面(第一の領域(R1)に対応)では強
い一軸配向規制力が付与され、層17aの部分の表面
(第二の領域R2に対応)では相対的に弱い一軸配向規
制力が付与され得る。
The alignment control layer 15a corresponding to the first region (R1) where the liquid crystal phase transition occurs first can be formed by using the same material and processing as in the first embodiment. . On the other hand, as the layer 17 corresponding to the region (R2) other than the first region (R1), for example, those exemplified as materials that can be used for the orientation control layer 15a can be used in the same manner. As a specific example, layer 1
After forming a material layer (film) for forming the orientation control layer 15a on the entire surface of the substrate 4a, conditions for patterning by the above-described method such as UV ashing are adjusted to selectively form the orientation control layer 15a. At the same time, the same material is used between the lines of the orientation control layer 15a.
A layer 17a having a smaller thickness than that of 5a can be obtained. In this case, in other words, the layer 17a is the orientation control layer 15
a is formed continuously with the protruding line with a reduced thickness between the protruding lines. By performing a uniaxial orientation treatment after such patterning, a strong uniaxial orientation regulating force is applied to the surface of the portion where the thickness of the orientation control layer 15a is large (corresponding to the first region (R1)). On the surface (corresponding to the second region R2), a relatively weak uniaxial alignment regulating force can be applied.

【0108】かかる第二の態様では、第一の実施態様と
同様に、図3〜図5に示すような過程により素子全面で
の均一な配向状態の形成が確実になされる。加えて、配
向制御層15aに絶縁性材料を用い、上述のUVアッシ
ング等のパターンニング方法で図17に示すような構造
を形成した場合、液晶の駆動に対して、電気的に障害と
なる絶縁性材料からなる一軸配向規制力を有する配向制
御層15aのライン間において、厚みが小さく絶縁性の
影響が抑制された層17aが存在するに過ぎず、電気的
には絶縁性層の影響が小さく電圧が印加される液晶領域
が素子全体で大きくなり、特にパルス電圧による駆動の
際に液晶に印加される実効電圧を大きくすることができ
る。
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, a uniform alignment state can be reliably formed on the entire surface of the element by the processes shown in FIGS. In addition, when an insulating material is used for the alignment control layer 15a and the structure shown in FIG. 17 is formed by the patterning method such as the above-described UV ashing or the like, the insulation which becomes an obstacle to the driving of the liquid crystal can be obtained. Between the lines of the orientation control layer 15a having a uniaxial orientation regulating force made of a conductive material, there is only a layer 17a having a small thickness and the influence of the insulating property is suppressed, and the influence of the insulating layer is electrically small. The liquid crystal region to which a voltage is applied becomes large in the entire device, and in particular, the effective voltage applied to the liquid crystal during driving by a pulse voltage can be increased.

【0109】第二の領域(R2)を構成する層17aが
絶縁層である場合の厚みについては、特に液晶として自
発分極を有するスメクチック液晶を用い、領域(R2)
を液晶素子の実駆動領域とする場合においては、当該液
晶の自発分極が素子の基板間で生じせしめる逆電圧によ
り液晶分子のスイッチングが阻害されないように設定す
ることが重要である。具体的には、層17aを含む領域
(R2)に対応する両基板の絶縁層の総厚みが、下記式
A1のd1未満となるようにすることが好ましい。
When the layer 17a forming the second region (R2) is an insulating layer, the thickness of the region (R2) is determined by using a smectic liquid crystal having spontaneous polarization as the liquid crystal.
Is used as the actual driving region of the liquid crystal element, it is important to set so that the switching of the liquid crystal molecules is not hindered by the reverse voltage that causes the spontaneous polarization of the liquid crystal between the substrates of the element. Specifically, it is preferable that the total thickness of the insulating layers of both substrates corresponding to the region (R2) including the layer 17a be less than d1 of the following formula A1.

【0110】(A1) d1=Vth1×ε/2Ps Vth1:パルス幅1msの片極性パルスで一部反転す
る閾値電圧 ε:面R2に対応する両基板の絶縁層のトータルでの誘
電率 Ps:用いる液晶の自発分極(単位面積あたり)
(A1) d1 = Vth1 × ε / 2Ps Vth1: threshold voltage partially inverted by a unipolar pulse having a pulse width of 1 ms ε: total dielectric constant of insulating layers of both substrates corresponding to surface R2 Ps: used Spontaneous polarization of liquid crystal (per unit area)

【0111】尚、式A1は、液晶のスイッチングが自発
分極により生じる逆電圧により阻害を受けはじめるとき
の逆電圧の値Vrev=2Ps*S/C、C=ε*S/
d1(Cは該当する領域2での液晶容量、Sは当該領域
の面積)としてその際の絶縁層の厚みを求めたものであ
る。
The expression A1 represents the value of the reverse voltage Vrev = 2Ps * S / C and C = ε * S / when the switching of the liquid crystal begins to be inhibited by the reverse voltage generated by spontaneous polarization.
The thickness of the insulating layer at that time is obtained as d1 (C is the liquid crystal capacity in the corresponding region 2 and S is the area of the region).

【0112】一方、第一の領域(面R1)での配向制御
層15aの厚みについては、少なくとも層15aを含む
面領域R1に対応する両基板の絶縁層の総厚みが、上記
式A1のd1以上となるようにすることが好ましく、下
記式A2のd2以上となるようにすることが特に好まし
い。
On the other hand, as for the thickness of the orientation control layer 15a in the first region (surface R1), the total thickness of the insulating layers of both substrates corresponding to the surface region R1 including at least the layer 15a is d1 of the above formula A1. It is preferable to set it as above, and it is especially preferable to set it as d2 or more of the following formula A2.

【0113】(A2) d2=Vth2×ε/2Ps Vth2:パルス幅1msの片極性パルスで全部反転す
る閾値電圧 ε:領域R1に対応する両基板の絶縁層のトータルでの
誘電率 Ps:用いる液晶の自発分極(単位面積あたり)
(A2) d2 = Vth2.times..epsilon. / 2Ps Vth2: threshold voltage which is completely inverted by a unipolar pulse having a pulse width of 1 ms. .Epsilon .: total dielectric constant of insulating layers of both substrates corresponding to region R1. Ps: liquid crystal to be used. Spontaneous polarization (per unit area)

【0114】更に、層17aについては、下地となる層
14aの材質によっては、また電極14aから液晶にう
ける化学的な影響、特に下層からのイオンの移動による
影響を低減するために好ましい。
Further, the layer 17a is preferable depending on the material of the underlying layer 14a and also for reducing the chemical influence on the liquid crystal from the electrode 14a, in particular, the influence of the movement of ions from the lower layer.

【0115】尚、本発明で言う配向規制力の強さを以下
に定義する。液晶材料を仮に配向規制力が存在しないセ
ル中に注入した場合、磁場等の特別な外場や温度勾配を
用いなければ、一般に分子張軸方向はランダムな方向に
向かって配向する。一方、十分強固に一軸配向規制され
たセル中に液晶材料を注入した場合、一般に分子長軸方
向は一軸配向規制された方向に向かって整然と配向す
る。後者の配向の様子はネマティック液晶もスメクチッ
ク液晶の場合もほぼ同様であるが、前者の配向の様子は
ネマティックとスメクチックにおいて若干テクスチャー
に違いがある。分子長軸方向がランダムな方向に配向す
る場合、層構造を有するスメクチックの場合はフォーカ
ルコニックテクスチャーと呼ばれる幾何学模様を呈しな
がらランダムな層構造を形成する。本発明においてスメ
クチック液晶における弱い配向規制力とは一軸配向規制
されたセル中にスメクチック液晶を注入した場合、セル
中の一部分にこうしたフォーカルコニックテクスチャー
が発現する場合、この液晶にとってこのセルの配向規制
力が弱いものと定義する。同様に、一軸配向規制された
セル中にスメクチック液晶を注入した場合、上述のフォ
ーカルコニックテクスチャーがまったく存在せず、整然
と一方向に層構造制御された場合、この液晶にとってこ
のセルの配向規制力が強いものと定義する。そして、フ
ォーカルコニックテクスチャーの存在比率により相対的
な強弱の程度を判断する。この強弱の定義は配向性によ
って決定されるものであるので、液晶の種類が変われば
強弱の程度も変化する。即ち本発明における配向規制力
の強さとは、セルによって一義的に決まるものではな
く、セルと液晶との組み合わせによって決まるものと定
義する。
Incidentally, the strength of the alignment regulating force referred to in the present invention is defined below. When a liquid crystal material is injected into a cell having no alignment regulating force, the molecular tension axis direction is generally oriented in a random direction unless a special external field such as a magnetic field or a temperature gradient is used. On the other hand, when a liquid crystal material is injected into a cell in which uniaxial alignment is controlled sufficiently firmly, the molecular long axis direction is generally aligned in a direction in which uniaxial alignment is controlled. The latter orientation is almost the same for both nematic and smectic liquid crystals, but the former orientation has a slight difference in texture between nematic and smectic. When the molecular long axis direction is oriented in a random direction, a smectic having a layer structure forms a random layer structure while exhibiting a geometric pattern called focal conic texture. In the present invention, the weak alignment control force in the smectic liquid crystal is the alignment control force of the cell when the smectic liquid crystal is injected into a cell whose uniaxial alignment is controlled, such a focal conic texture is expressed in a part of the cell. Is defined as weak. Similarly, when a smectic liquid crystal is injected into a cell whose uniaxial orientation is controlled, the above-mentioned focal conic texture does not exist at all, and when the layer structure is controlled in one direction in an orderly manner, the alignment control force of this cell is controlled by this liquid crystal. Define it as strong. Then, the relative strength is determined based on the existence ratio of the focal conic texture. Since the definition of the strength is determined by the orientation, the degree of the strength changes as the type of liquid crystal changes. That is, the strength of the alignment regulating force in the present invention is not uniquely determined by the cell, but defined by the combination of the cell and the liquid crystal.

【0116】上述の図17に示す第二の実施形態の液晶
素子の構造の更なる変形である第三の態様を図18に示
す。同図に示す構造は、まず図17の配向制御層15a
と同様の材料から形成された層18aを選択的に設けた
後、その上側から薄い厚みで配向制御層15aにも適用
可能な層19aを全面に形成し、一軸配向規制力を付与
したものである。この場合、選択的に設けた層18a上
(ライン上)での層19aの表面(領域R1)と層18
aのライン間での層19aの表面(領域R2)におい
て、領域R1は一軸配向規制力を付与し得る材料の総厚
みが大きな層の表面であり、これに比較して領域R2で
の液晶に対する一軸配向規制力を相対的に小さく液晶と
の相互作用が小さくなるようにすることができ、第二の
実施態様と同様の効果を得ることができる。
FIG. 18 shows a third mode which is a further modification of the structure of the liquid crystal element of the second embodiment shown in FIG. The structure shown in FIG.
After selectively providing a layer 18a formed of the same material as that described above, a layer 19a which is applicable to the orientation control layer 15a with a small thickness from the upper side is formed on the entire surface, and a uniaxial orientation regulating force is applied. is there. In this case, the surface (region R1) of the layer 19a on the selectively provided layer 18a (on the line) and the layer 18a
In the surface (region R2) of the layer 19a between the lines a, the region R1 is the surface of the layer having a large total thickness of the material capable of providing the uniaxial alignment regulating force. The uniaxial alignment regulating force can be made relatively small and the interaction with the liquid crystal can be made small, and the same effect as in the second embodiment can be obtained.

【0117】上述したような第二及び第三の態様におい
ても、R1,R2の表面状態を配向制御層15a、下地
層14a,層17a,18a,19aの材料、厚み、処
理条件を選択して調整することで、特に下地層14aを
粗面化することで、面R1を前述の図16で説明したよ
うな基板の面R21に、面R2を、図16の面R22と
なるようにし、同図に示す液晶領域L1及びL2を形成
することもできる。
In the second and third embodiments as described above, the surface condition of R1 and R2 is determined by selecting the material, thickness, and processing conditions of the orientation control layer 15a, the underlayer 14a, the layers 17a, 18a, and 19a. By adjusting the thickness of the underlayer 14a, the surface R1 becomes the surface R21 of the substrate as described in FIG. 16 and the surface R2 becomes the surface R22 in FIG. The liquid crystal regions L1 and L2 shown in the figure can also be formed.

【0118】図6を参照して、本発明の液晶素子の第四
の実施態様を示す。同図において、図1、図2と同一の
符号は同一の部材を表す。
Referring to FIG. 6, a fourth embodiment of the liquid crystal device of the present invention is shown. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same members.

【0119】同図に示す態様では、基板12aに液晶1
1に接する面領域R1で一軸配向規制力を有する配向制
御層15aが選択的にパターン形状で設けられているこ
とに加えて、対向する基板12bにおいても配向制御層
15bが同様にパターン形状で設けられている。かかる
配向制御層15bは、配向制御層15aと同様に液晶に
接する面(R3)で一軸配向規制力を有するものであ
り、特に前述した配向制御層15aとして使用可能な材
料及び一軸配向処理が選択され適用される。これら配向
制御層15a及び15bのパターンのライン部は互いに
位置合わせされて完全に対向しており、両配向制御層の
一軸配向規制力の軸ないし一軸配向処理方向は同一であ
る。
In the embodiment shown in the figure, the liquid crystal 1 is placed on the substrate 12a.
In addition to the orientation control layer 15a having a uniaxial orientation regulating force being selectively provided in a pattern shape in the surface region R1 contacting with the substrate 1, the orientation control layer 15b is similarly provided in a pattern shape on the opposing substrate 12b. Have been. Like the alignment control layer 15a, the alignment control layer 15b has a uniaxial alignment regulating force on the surface (R3) in contact with the liquid crystal. In particular, a material usable as the alignment control layer 15a and a uniaxial alignment treatment are selected. And applied. The line portions of the patterns of the alignment control layers 15a and 15b are aligned with each other and completely oppose each other, and the axes of the uniaxial alignment regulating force or the uniaxial alignment processing directions of both alignment control layers are the same.

【0120】かかる素子では、基板12a側に加えて、
基板12b側においても、図3〜図5に示すような配向
状態の形成過程が進行して液晶配向が得られる。
In such an element, in addition to the substrate 12a side,
Also on the substrate 12b side, a process of forming an alignment state as shown in FIGS. 3 to 5 proceeds, and a liquid crystal alignment is obtained.

【0121】従って、配向制御層15bのライン間で液
晶11に接する面R4は、実質的に液晶に対して領域R
3に比較して相対的に一軸配向規制力が強いかないしは
一軸配向規制力を持たず、液晶分子に対する作用が低減
されたものであり、これを構成する層14bは、配向制
御層15bに使用される材料、その特性等との関係を考
慮し、対向側の層14aに使用可能な材料、処理方法を
適用して形成される。
Therefore, the surface R4 in contact with the liquid crystal 11 between the lines of the alignment control layer 15b substantially corresponds to the region R with respect to the liquid crystal.
3 has a relatively strong uniaxial alignment regulating force or does not have a uniaxial alignment regulating force, and has a reduced effect on liquid crystal molecules. The layer 14b constituting this layer has an alignment control layer 15b. In consideration of the material to be used, its characteristics, and the like, the layer 14a on the opposite side is formed by applying a usable material and a processing method.

【0122】更に、上記素子では、配向制御層15a、
15bの材料や処理方法を選択し、好ましくは対向面
(R1,R3)の表面電位の差を前述のように50mV
より大きく、好ましくは100mVより大きくし、これ
らに挟まれた領域で常に暗状態が示されるように同領域
での液晶分子の位置を固定化させる。
Further, in the above device, the orientation control layer 15a,
15b is selected, and the difference between the surface potentials of the opposing surfaces (R1, R3) is preferably 50 mV as described above.
The position of the liquid crystal molecules is set to be larger than that, preferably larger than 100 mV, so that a dark state is always shown in a region sandwiched therebetween.

【0123】又、上記素子では、前述の第二、第三の実
施態様のように領域R2、R4を下地層とは別の薄層に
より形成し、領域R1、R3に比較して一軸配向規制力
が弱く、液晶分子に対する作用が低減されたようにする
こともできる。
In the above-described device, the regions R2 and R4 are formed by a thin layer different from the underlayer as in the second and third embodiments described above, and the uniaxial alignment control is performed as compared with the regions R1 and R3. The force may be weak and the effect on the liquid crystal molecules may be reduced.

【0124】図7に、本発明の液晶素子の第五の実施態
様を示す。同図において、図21と同一の符号は同一の
部材を表す。
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the liquid crystal device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 21 denote the same members.

【0125】同図に示す構造の素子では、基板12a及
び12bの夫々に形成される電極13a及び13bがス
トライプ状に形成され、これらがマトリックス状に対向
させ、その交差部が実駆動領域ないし表示素子における
画素となっている。そして、基板12a側において、絶
縁性材料からなる一軸配向規制力を有する配向制御層1
5aがそのライン部が夫々同基板の電極13aの各スト
ライプ間に対応するようなパターン形状で設けられてい
る。図8に、基板12a側における電極13aと配向制
御層15aのパターン形状の上方から見た位置関係を示
す(同図では他の部材を省略している)。ここで、電極
13aが透明電極であり、前述したように金属電極が付
設される場合では、該金属電極の部分にも配向制御層1
5aのラインを対応させることが好ましい。
In the device having the structure shown in the figure, the electrodes 13a and 13b formed on the substrates 12a and 12b are formed in stripes, and they are opposed to each other in a matrix. It is a pixel in the element. Then, on the substrate 12a side, the orientation control layer 1 made of an insulating material and having a uniaxial orientation regulating force.
5a is provided in a pattern shape such that the line portions correspond to between the respective stripes of the electrode 13a on the same substrate. FIG. 8 shows the positional relationship of the pattern shape of the electrode 13a and the orientation control layer 15a on the substrate 12a side as viewed from above (other members are omitted in FIG. 8). Here, when the electrode 13a is a transparent electrode and a metal electrode is provided as described above, the orientation control layer 1 is also provided on the metal electrode.
It is preferable to make the line of 5a correspond.

【0126】かかる構造の素子における配向状態は、基
本的に前述の第一の態様と同様に図3〜図5に示すよう
な過程により、一軸配向制御層15aに対応する液晶領
域を出発点として形成される。更にこの態様では、液晶
の駆動に対して電気的に障害となる絶縁性材料からなる
一軸配向規制力を有する配向制御層15aは、同一基板
における電極13aとの位置関係により、液晶の実駆動
領域ないしは画素部分に実質的に存在せず、当該領域に
おけるパルス電圧による駆動の際に液晶に印加される実
効電圧を大きくすることができる。こうして、配向状態
の均一化と、液晶駆動(スイッチング)の高速化の両立
が実現する。特に、後者の特性に関して顕著な効果がも
たらされる。更に、表示素子として適用する場合では、
有効に駆動する画素面積を大きくすることができ開口率
が向上する。
The alignment state of the element having such a structure is basically determined by the processes shown in FIGS. 3 to 5 starting from the liquid crystal region corresponding to the uniaxial alignment control layer 15a, as in the first embodiment. It is formed. Further, in this embodiment, the alignment control layer 15a having an uniaxial alignment regulating force made of an insulating material that electrically obstructs driving of the liquid crystal is provided in the actual driving region of the liquid crystal due to the positional relationship with the electrode 13a on the same substrate. Alternatively, the effective voltage applied to the liquid crystal at the time of driving by the pulse voltage in the region substantially does not exist in the pixel portion can be increased. In this way, it is possible to achieve both uniform alignment and high-speed liquid crystal driving (switching). In particular, a remarkable effect is brought about with respect to the latter property. Further, when applied as a display element,
The pixel area to be driven effectively can be increased, and the aperture ratio can be improved.

【0127】加えて、上記第五の態様の素子では、実駆
動領域間ないしは画素間に対応する、配向制御層15a
及び対向する配向制御層15bの材料や処理方法を選択
し、好ましくは対向面の表面電位の差を前述のように設
定することで、これら実駆動領域間ないしは画素間が暗
状態が示される様に同領域での液晶分子の位置を固定化
させる。こうして、基板12a及び12bのいずれにお
いても、実駆動領域間に対応して金属等からなる遮光部
材を設けることなくコントラストの向上がなされ、また
表示面での反射率が低減される。この効果をより顕著に
すべく、図8に示すような配向制御層15aを、そのラ
イン部が同図の電極ストライプ13aのラインと同方向
に加えて、これと垂直な方向であり、且つ対向する基板
(12b)側の電極ストライプ(13b)のライン間に
対応するように設けられた格子状パターンとすることが
特に好ましい。
In addition, in the device of the fifth aspect, the alignment control layer 15a corresponding to between the actual driving regions or between the pixels.
By selecting the material and processing method of the facing orientation control layer 15b, and preferably setting the difference in surface potential of the facing surface as described above, a dark state is shown between these actual driving regions or pixels. Then, the positions of the liquid crystal molecules in the same region are fixed. Thus, in both the substrates 12a and 12b, the contrast is improved without providing a light-shielding member made of metal or the like between the actual driving regions, and the reflectance on the display surface is reduced. In order to make this effect more conspicuous, an orientation control layer 15a as shown in FIG. 8 is added in the same direction as the line of the electrode stripe 13a in FIG. It is particularly preferable to form a grid-like pattern provided between the lines of the electrode stripe (13b) on the substrate (12b) side.

【0128】尚、上記構造の素子においても、前述の第
二、第三の態様のように配向制御層15aのライン間の
層14aの表面を層14aと別の薄層により被覆して配
向制御層15aの表面と比較して一軸配向規制力が弱く
液晶分子に対する作用が低減されたようにすることもで
きる。
In the element having the above structure, the surface of the layer 14a between the lines of the alignment control layer 15a is covered with another thin layer different from the layer 14a as in the second and third embodiments described above. Compared with the surface of the layer 15a, the uniaxial alignment regulating force is weak and the action on the liquid crystal molecules can be reduced.

【0129】図9に、本発明の液晶素子の第六の実施態
様を示す。同図において、図1、図2、図6と同一の符
号は同一の部材を表す。
FIG. 9 shows a sixth embodiment of the liquid crystal device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1, 2 and 6 denote the same members.

【0130】同図に示す構造の素子では、基板12a及
び12bの夫々に形成される電極13a及び13bがス
トライプ状に形成され、これらがマトリックス状に対向
させ、その交差部が実駆動領域ないし表示素子における
画素となっている。そして、基板12a側において、絶
縁性材料からなる一軸配向規制力を有する配向制御層1
5aがそのライン部が夫々同基板の電極13aの各スト
ライプ間に対応するようなパターン形状で設けられてい
る。図8に、基板12a側における電極13aと配向制
御層15aのパターン形状の上方から見た位置関係を示
す(同図では他の部材を省略している)。一方、基板1
2b側においては、基板12a側の配向制御層15aと
ライン部どうしが対向するようなパターン形状で絶縁性
材料からなる一軸配向規制力を有する配向制御層15b
が設けられている。図10に、基板12b側における電
極13bと配向制御層15bのパターン形状の上方から
見た位置関係を示す(同図では他の部材を省略してい
る)。ここで、電極13a,13bが透明電極であり、
前述したように金属電極が付設される場合では、該金属
電極の部分にも配向制御層15a、15bのラインを対
応させることが好ましい。配向制御層15aと配向制御
層15bには、特に前述の第一の実施態様で説明した配
向制御層15aとして使用可能な材料及び一軸配向処理
が選択され適用される。両配向制御層における一軸配向
処理方向は好ましくは同一である。
In the device having the structure shown in the figure, the electrodes 13a and 13b formed on the substrates 12a and 12b are formed in stripes, these are opposed to each other in a matrix, and the intersections between the electrodes 13a and 13b correspond to the actual driving area or the display. It is a pixel in the element. Then, on the substrate 12a side, the orientation control layer 1 made of an insulating material and having a uniaxial orientation regulating force.
5a is provided in a pattern shape such that the line portions correspond to between the respective stripes of the electrode 13a on the same substrate. FIG. 8 shows the positional relationship of the pattern shape of the electrode 13a and the orientation control layer 15a on the substrate 12a side as viewed from above (other members are omitted in FIG. 8). On the other hand, substrate 1
On the 2b side, an alignment control layer 15b having a uniaxial alignment control force made of an insulating material in a pattern shape such that the line portions face the alignment control layer 15a on the substrate 12a side.
Is provided. FIG. 10 shows a positional relationship of the pattern shapes of the electrode 13b and the orientation control layer 15b on the substrate 12b side as viewed from above (other members are omitted in FIG. 10). Here, the electrodes 13a and 13b are transparent electrodes,
When a metal electrode is provided as described above, it is preferable that the line of the orientation control layers 15a and 15b also correspond to the metal electrode. For the orientation control layer 15a and the orientation control layer 15b, a material and a uniaxial orientation treatment that can be used as the orientation control layer 15a described in the first embodiment are particularly selected and applied. The directions of the uniaxial alignment treatment in both alignment control layers are preferably the same.

【0131】かかる構造の素子における配向状態は、基
本的に前述の第四の態様と同様に、両基板において、一
軸配向制御層15a、15bに対応する液晶領域を出発
点として図3〜図5に示すような過程により形成され
る。更にこの態様では、液晶の駆動に対して電気的に障
害となる絶縁性材料からなる一軸配向規制力を有する配
向制御層15a、15bは、同一基板における電極13
a、13bとの位置関係により、液晶の実駆動領域ない
しは画素部分に実質的に存在せず、当該領域におけるパ
ルス電圧による駆動の際に液晶に印加される実効電圧を
大きくすることができる。こうして、配向状態の均一化
と、液晶駆動(スイッチング)の高速化の両立が実現さ
れる。特に、後者の特性に関して顕著な効果がもたらさ
れる。更に、表示素子として適用する場合では、有効に
駆動する画素面積が大きくすることができ開口率が向上
する。
The alignment state of the device having such a structure is basically the same as in the fourth embodiment described above, except that the liquid crystal regions corresponding to the uniaxial alignment control layers 15a and 15b on both substrates are used as starting points in FIGS. It is formed by a process as shown in FIG. Furthermore, in this embodiment, the alignment control layers 15a and 15b made of an insulating material that is an obstacle to the driving of the liquid crystal and have a uniaxial alignment control force are provided on the electrodes 13
Due to the positional relationship between a and 13b, the effective voltage applied to the liquid crystal during driving by the pulse voltage in the actual driving region or the pixel portion of the liquid crystal can be increased without substantially existing in the actual driving region or the pixel portion. In this way, it is possible to achieve both uniform alignment and high-speed liquid crystal driving (switching). In particular, a remarkable effect is brought about with respect to the latter property. Further, when the present invention is applied to a display element, the area of a pixel to be driven effectively can be increased, and the aperture ratio is improved.

【0132】そして、液晶の実駆動領域において、14
a及び14bの材料、表面状態等を調整することにより
図16で説明したような液晶領域L2の領域L21とL
22のように、基板界面付近の液晶領域における分子と
バルク領域の液晶分子が不連続配列状態を形成すること
もできる。
In the actual driving area of the liquid crystal, 14
The regions L21 and L21 of the liquid crystal region L2 as described with reference to FIG.
As shown in 22, the liquid crystal molecules in the liquid crystal region near the substrate interface and the liquid crystal molecules in the bulk region can form a discontinuous alignment state.

【0133】こうして、配向状態と均一化と、液晶駆動
(スイッチング)の高速化の両立が実現される上に、駆
動中の焼き付きの抑制がなされる。更に、表示素子とし
て適用する場合では、有効に駆動する画素面積を大きく
することができ、開口率が向上する。
In this way, both the alignment state and uniformity and the high speed driving (switching) of the liquid crystal are realized, and the burn-in during driving is suppressed. Further, when the present invention is applied as a display element, the area of a pixel to be driven effectively can be increased, and the aperture ratio is improved.

【0134】加えて、上記第八の態様の素子では、実駆
動領域間ないしは画素間に対応する、配向制御層15a
及び対向する配向制御層15bの材料や処理方法を選択
し、好ましくは対向面の表面電位の差を前述のように設
定することで、これら実駆動領域間ないしは画素間が暗
状態が示される様に同領域での液晶分子の位置を固定化
させる。こうして、基板12a及び12bのいずれにお
いても、実駆動領域間に対応して金属等からなる遮光部
材を設けることなく、表示面での反射率が抑制され、コ
ントラストの向上がなされる。この効果をより顕著にす
べく、図8に示すような配向制御層15aを、そのライ
ン部が同図の電極ストライプ13aのラインと同方向に
加えてこれと垂直な方向で、対向する基板(12b)側
の電極ストライプ(13b)のライン間に対応するよう
な格子状パターンとし、また図10に示すような配向制
御層15bを、そのライン部が同図の電極ストライプ1
3bのライン方向と垂直方向に加えて、電極ストライプ
13bのライン方向と同方向であり、電極ストライプ1
3bのライン間に対応するような格子状パターンとする
ことが特に好ましい。
In addition, in the device of the eighth aspect, the alignment control layer 15a corresponding to between the actual driving regions or between the pixels.
By selecting the material and processing method of the facing orientation control layer 15b, and preferably setting the difference in surface potential of the facing surface as described above, a dark state is shown between these actual driving regions or pixels. Then, the positions of the liquid crystal molecules in the same region are fixed. In this way, in both the substrates 12a and 12b, the reflectance on the display surface is suppressed and the contrast is improved without providing a light-shielding member made of metal or the like between the actual driving regions. In order to make this effect more conspicuous, an orientation control layer 15a as shown in FIG. 8 is added to a substrate (FIG. 8) having a line portion in the same direction as that of the electrode stripe 13a in FIG. A grid pattern corresponding to the space between the lines of the electrode stripe (13b) on the 12b) side is formed. The alignment control layer 15b as shown in FIG.
In addition to the direction perpendicular to the line direction of the electrode stripe 13b, the electrode stripe 13b has the same direction as the line direction of the electrode stripe 13b.
It is particularly preferable to form a lattice pattern corresponding to the space between the lines 3b.

【0135】上記構造の素子においても、前述の第二、
第三の態様のように配向制御層15a、15bの夫々の
ライン間の層14a、14bの表面を層14a、14b
と別の薄層により被覆して、配向制御層15a、15b
の表面と比較して一軸配向規制力が弱く、液晶分子に対
する作用が低減されたようにすることもできる。
In the element having the above structure, the second and third elements described above are also used.
As in the third embodiment, the surfaces of the layers 14a and 14b between the respective lines of the orientation control layers 15a and 15b are changed to the layers 14a and 14b.
And another orientation control layer 15a, 15b
In this case, the uniaxial alignment regulating force is weaker than that of the surface, and the action on liquid crystal molecules can be reduced.

【0136】このような第五及び第六の実施態様による
素子は、両基板の電極12a及び12bがマトリックス
電極構造を形成し、パターン表示、パターン露光が可能
となり、例えば、パーソナルコンピューター、ワークス
テーション等のディスプレイ、プリンター用等のライト
バルブとして好適に用いられる。
In the device according to the fifth and sixth embodiments, the electrodes 12a and 12b of both substrates form a matrix electrode structure, and can perform pattern display and pattern exposure. For example, a personal computer, a workstation, etc. It is suitably used as a light valve for displays, printers and the like.

【0137】尚、第五及び第六の実施態様では、より良
好な配向状態を得るために、配向制御層15a,及び1
5bを電極13a,13bの交差する上述した実駆動領
域ないしは画素内にも設けることもできる。このような
実駆動領域ないしは画素内に設ける配向制御層は、その
厚みを好ましくは上記範囲(50〜5000Å)内でよ
り大きくし、より好ましくは500Å以上とし、当該配
向制御層に対応する液晶領域に加わる電圧を抑制し当該
液晶領域を完全に駆動しないようにして、電極13a,
13bの交差する部分全体での液晶の駆動特性を良好に
する。
In the fifth and sixth embodiments, in order to obtain a better alignment state, the alignment control layers 15a and 15a
5b can also be provided in the above-mentioned actual driving area or pixel where the electrodes 13a and 13b intersect. The thickness of the alignment control layer provided in the actual driving region or the pixel is preferably set to be larger in the above range (50 to 5000 °), more preferably 500 ° or more, and the liquid crystal region corresponding to the alignment control layer is set. To prevent the liquid crystal region from being completely driven by suppressing the voltage applied to the electrodes 13a, 13a,
The drive characteristics of the liquid crystal in the entire intersection of 13b are improved.

【0138】本発明の液晶素子の駆動法としては、特に
第五、第六の態様のような単純マトリクス電極配置につ
いて例えば、特開昭59−193426号公報、特開昭
59−193427号公報、特開昭60−156046
号公報、特開昭60−156047号公報に記載の駆動
法を用いることができる。
As the driving method of the liquid crystal element of the present invention, particularly for the simple matrix electrode arrangement as described in the fifth and sixth embodiments, for example, JP-A-59-193426, JP-A-59-193427, JP-A-60-156046
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-156047.

【0139】以下、図面を参照して、本発明の液晶素子
における単純マトリックス駆動とその際に重要となる駆
動特性について詳述する。
Hereinafter, with reference to the drawings, a simple matrix drive in the liquid crystal element of the present invention and drive characteristics which are important at that time will be described in detail.

【0140】図11は、液晶素子におけるマトリクス電
極の配置の一例を示す平面図である。液晶素子(パネ
ル)51には、走査電極群52の走査線(S1〜Sm)
と情報電極群53のデータ線(I1〜In)とが互いに
交差して配線され、走査線とデータ線との間には液晶が
配置されている。そして、走査線とデータ線の各交差部
が一表示単位である画素となり、走査線とデータ線から
電圧が印加され液晶の駆動がなされる。尚、特に前述の
第三及び第四の実施態様では、基板12a、12bの夫
々に設けられた電極13a、13bが、同図に示す電極
52、53のいずれかに相当することになる。
FIG. 11 is a plan view showing an example of the arrangement of matrix electrodes in a liquid crystal element. The scanning lines (S1 to Sm) of the scanning electrode group 52 are provided on the liquid crystal element (panel) 51.
And the data lines (I1 to In) of the information electrode group 53 are wired so as to cross each other, and a liquid crystal is arranged between the scanning lines and the data lines. Then, each intersection of the scanning line and the data line becomes a pixel as one display unit, and a voltage is applied from the scanning line and the data line to drive the liquid crystal. In the third and fourth embodiments, the electrodes 13a and 13b provided on the substrates 12a and 12b respectively correspond to the electrodes 52 and 53 shown in FIG.

【0141】図12、図13は、図11に示すマトリッ
クス電極構造において採用する駆動法(マルチプレック
ス駆動)の波形の一例である。
FIGS. 12 and 13 show examples of waveforms of the driving method (multiplex driving) employed in the matrix electrode structure shown in FIG.

【0142】図12に示す駆動波形は、走査ライン側を
基準にして、+側の極性で黒表示させるような設定と
し、黒表示側をリセット方向とした、リセット書き込み
型の波形である。S0は走査線に印加する走査信号波形
を、I1はデータ線に印加する情報信号波形(白表示波
形)、I2はデータ線に印加する情報信号波形(黒表示
波形)を表している。また、図中(S0−I1)と(S
0−I2)は選択された画素に印加される電圧波形で、
電圧(S0−I1)が印加された画素は白表示状態とな
り、電圧(S0−I2)が印加された画素は黒表示状態
となる(前述用のようにリセットを黒表示側とする)。
The drive waveform shown in FIG. 12 is a reset write type waveform in which black display is set with a positive polarity with respect to the scan line side and the reset direction is set on the black display side. S0 represents a scanning signal waveform applied to the scanning line, I1 represents an information signal waveform (white display waveform) applied to the data line, and I2 represents an information signal waveform (black display waveform) applied to the data line. Also, (S0-I1) and (S
0-I2) is a voltage waveform applied to the selected pixel,
The pixel to which the voltage (S0-I1) is applied becomes a white display state, and the pixel to which the voltage (S0-I2) is applied becomes a black display state (reset is set to the black display side as described above).

【0143】図13における(S2−I0)と(S3−
I0)は、図12に示す駆動波形で、例えば同一データ
線上で連続する4画素に「白、白、黒、黒」表示を行っ
た時の第2番目の画素と第3番目の画素に印加される時
経列波形である。
(S2-I0) and (S3-
I0) is the drive waveform shown in FIG. 12, and is applied to the second and third pixels when "white, white, black, black" is displayed on, for example, four consecutive pixels on the same data line. FIG.

【0144】図12、図13に示す駆動波形では、選択
された走査線上の画素に印加される書き込みパルス幅Δ
tに対し、1ラインクリアのリセットパルスが5/2Δ
tに設定され、また書き込みパルスの後にリセットパル
ス側を補助するパルスが1/2Δt存在している。この
ため、図12、図13で示される駆動波形では1ライン
走査時間(1H)は4Δt分となる。但し、図13の様
に走査波形を1ラインごとに重なり合う時間を設けずに
走査する他に、2以上の走査線(例えば隣接する走査
線)の走査波形の出力に重なり合う時間を設け(例え
ば、2Δt分)実用上の1ライン走査時間(1H)を短
く(例えば、2Δtに)することも可能である。
In the driving waveforms shown in FIGS. 12 and 13, the write pulse width Δ applied to the pixels on the selected scanning line
The reset pulse for clearing one line is 5 / 2Δ
t, and a pulse that assists the reset pulse side after the write pulse is ΔΔt. Therefore, in the driving waveforms shown in FIGS. 12 and 13, the one-line scanning time (1H) is 4Δt minutes. However, as shown in FIG. 13, in addition to scanning without providing a time period in which the scanning waveforms overlap each other, a time period in which the scanning waveforms of two or more scanning lines (for example, adjacent scanning lines) overlap is provided (for example, It is also possible to shorten the practical one-line scanning time (1H) (for example, to 2Δt).

【0145】図12、図13に示した駆動波形の各パラ
メータ走査信号電圧VS、情報信号VI、駆動電圧Vo
p(VS+VI)、(バイアス比:VI/(VS+V
I)、Δtの値は使用する液晶材料のスイッチング特性
によって決定される。
Each of the parameter scanning signal voltage VS, information signal VI, and driving voltage Vo of the driving waveforms shown in FIGS.
p (VS + VI), (bias ratio: VI / (VS + V
The values of I) and Δt are determined by the switching characteristics of the liquid crystal material used.

【0146】図14は、図12で示した駆動波形を用い
て、上述のバイアス比を1/3.4に固定し、また駆動
電圧Vop(VS+VI)を20Vで一定にし、パルス
幅Δtを変化させた際の、該当画素における駆動波形印
加後(選択印加後)の最終的な透過率Tの変化を示した
ものである。
FIG. 14 shows that the above-mentioned bias ratio is fixed to 1 / 3.4, the driving voltage Vop (VS + VI) is fixed at 20 V, and the pulse width Δt is changed using the driving waveform shown in FIG. FIG. 9 shows a final change in transmittance T after application of a drive waveform (after selection application) in a corresponding pixel.

【0147】同図において、実線は、白波形(S0−I
1)(黒消去(リセット)白書き込み)、破線は、黒波
形(S0−I2)(黒消去(リセット)保持)が印加さ
れた場合のものである。実線の白波形(S0−I1)を
印加する場合では、該当画素の波形が印加される前状態
が黒状態になっており、Δt1以上のパルス幅で完全に
白状態への書き込みが出来るようになり、Δt2より大
きなΔtでは、再び白状態への書き込みが出来なくなっ
ている(例えば図12に示した白表示波形(S0−I
1)のWのパルスに後続する逆極性の補助のパルスの印
加により再度黒状態となる)。また、破線の黒波形(S
0−I2)では、該当画素の波形が印加される前状態が
反対の白状態になっており、Δt3以上のパルス幅で完
全に黒状態への書込み及び保持が実現されており、Δt
4より大きなΔtでは、黒状態の保持が出来なくなって
いる(図12に示した黒表示波形(S0−I2)のBの
パルスに後続する逆極性の保持パルスの印加自体で白状
態となる)。
In the figure, the solid line indicates a white waveform (S0-I
1) (Black erasure (reset) white writing), the broken line is a case where a black waveform (S0-I2) (black erasure (reset) retention) is applied. When a solid white waveform (S0-I1) is applied, the state before the waveform of the corresponding pixel is applied is a black state, and writing to the white state can be performed completely with a pulse width of Δt1 or more. At Δt larger than Δt2, writing to the white state cannot be performed again (for example, the white display waveform (S0-I shown in FIG. 12).
The black state is restored by the application of the auxiliary pulse of the opposite polarity following the W pulse of 1)). In addition, a black waveform (S
In 0-I2), the state before the waveform of the pixel is applied is the opposite white state, and writing and holding to the black state are completely realized with a pulse width of Δt3 or more, and Δt
At Δt greater than 4, the black state cannot be maintained (the white state is achieved by the application of the reverse polarity holding pulse subsequent to the B pulse of the black display waveform (S0-I2) shown in FIG. 12). .

【0148】通常、Δt3<Δt1なので、Δt1を閾
値パルス幅と呼び、Δt2かΔt4の小さい方(この図
14の場合Δt4)をクロストークパルス幅と呼ぶ(Δ
t2を白クロストークパルス幅、Δt4を黒クロストー
クパルス幅とも呼ぶ)。
Normally, since Δt3 <Δt1, Δt1 is called the threshold pulse width, and the smaller of Δt2 and Δt4 (Δt4 in FIG. 14) is called the crosstalk pulse width (Δt3).
t2 is also called a white crosstalk pulse width, and Δt4 is also called a black crosstalk pulse width).

【0149】閾値パルス幅とクロストークパルス幅の間
のパルス幅を持った駆動波形によりマトリックス駆動が
なされる、白表示波形(図12に示した白表示波形(S
0−I1))による確実な白表示、及び黒波形(図12
に示した黒表示波形(S0−I2))による確実な黒表
示が可能となり、情報信号側の極性の差だけで白及び黒
の良好な画像表示が出来る。
A white display waveform (the white display waveform (S) shown in FIG. 12 where matrix drive is performed by a drive waveform having a pulse width between the threshold pulse width and the crosstalk pulse width.
0-I1)), a reliable white display and a black waveform (FIG. 12)
The black display waveform (S0-I2) shown in (1) above enables reliable black display, and excellent white and black image display can be achieved only by the difference in polarity on the information signal side.

【0150】上述のバイアス比を大きくすることによ
り、Δt2やΔt4のクロストークパルス幅の値を大き
くすることは可能であるが、バイアス比を増すことは情
報信号の振幅を大きくすることを意味し、画質的にはち
らつきの増大、コントラストの低下を招き好ましくな
い。我々の検討ではバイアス比1/3〜1/5程度が適
当であった。
Although it is possible to increase the value of the crosstalk pulse width of Δt2 or Δt4 by increasing the bias ratio described above, increasing the bias ratio means increasing the amplitude of the information signal. However, it is not preferable in terms of image quality because flicker increases and contrast decreases. In our study, a bias ratio of about 1/3 to 1/5 was appropriate.

【0151】このような駆動特性に関して、駆動条件の
設定にどの程度の余裕があるかについての特性を駆動マ
ージンと呼ぶが、これを定量的に評価するための指標と
して、上述の閾値パルス幅Δt1とクロストークパルス
幅Δt4(場合によってはΔt2)の値の中心値からの
幅を比率で表すパラメータ「M2」を用いる事ができ
る。 M2=1/2(Δt4−Δt1)/1/2(Δt4+Δ
t1)
Regarding such drive characteristics, a characteristic of how much margin is provided for setting drive conditions is called a drive margin. As an index for quantitatively evaluating the drive margin, the above-described threshold pulse width Δt1 is used. And a parameter “M2” that represents the width of the value of the crosstalk pulse width Δt4 (Δt2 in some cases) from the center value by a ratio. M2 = 1/2 (Δt4−Δt1) / 1/2 (Δt4 + Δ
t1)

【0152】ある一定温度において、上述のように情報
信号の2通りの向きによって選択画素に黒及び白の2状
態を書き込むことが可能であり、また非選択画素はその
黒または白の状態を保持することが可能である駆動マー
ジンは、液晶材料及び素子構成によって差があり、特有
なものである。また、環境温度の変化によってもそれら
駆動マージンは異なるため、実際の液晶表示装置では、
液晶材料、素子構成や環境温度にたいして最適な駆動条
件を設定しておく必要がある。上記の駆動マージンパラ
メータM2が大きいほど表示素子として当然有利であ
る。
At a certain temperature, two states of black and white can be written to the selected pixel according to the two directions of the information signal as described above, and the non-selected pixels maintain the black or white state. The drive margin that can be performed differs depending on the liquid crystal material and the element configuration, and is unique. In addition, since the drive margins are different depending on the change in the environmental temperature, in an actual liquid crystal display device,
It is necessary to set optimal driving conditions for the liquid crystal material, element configuration, and environmental temperature. The larger the drive margin parameter M2 is, of course, the more advantageous the display element is.

【0153】尚、図14に示す駆動特性(駆動マージ
ン)の評価については、駆動電圧Vopを固定し、パル
ス幅Δtを変化させたが、反対にパルス幅Δtを固定
し、駆動電圧Vopを変化させても良いし、両方のパラ
メータを変化させても良い。
In the evaluation of the drive characteristics (drive margin) shown in FIG. 14, the drive voltage Vop was fixed and the pulse width Δt was changed. On the contrary, the pulse width Δt was fixed and the drive voltage Vop was changed. Alternatively, both parameters may be changed.

【0154】本発明では、上述の例えば、一方の基板と
してTFT等を備えたアクティブマトリクス基板を用
い、駆動回路によるアクティブマトリクス駆動を行うこ
とで高速駆動による表示が可能となる。
In the present invention, for example, an active matrix substrate provided with a TFT or the like is used as one of the above-mentioned substrates, and active matrix driving is performed by a driving circuit, thereby enabling high-speed driving display.

【0155】図19〜図21を参照して、本発明の液晶
素子の他の実施態様として、このようなアクティブマト
リクス基板を用いた例について説明する。
Referring to FIGS. 19 to 21, an example using such an active matrix substrate will be described as another embodiment of the liquid crystal element of the present invention.

【0156】図19は、当該素子を、駆動手段を備えた
形で、一方の基板(アクティブマトリクス基板)の構成
を中心に模式的に示したものである。
FIG. 19 schematically shows the element with a driving means, mainly focusing on the structure of one substrate (active matrix substrate).

【0157】図19に示す構成では、液晶素子に相当す
るパネル部90において、駆動手段である走査信号ドラ
イバ91に連結した走査線に相当する図面上水平方向の
ゲート線G1、G2…と、駆動手段である情報信号ドラ
イバ92に連結した情報信号線に相当する図面上縦方向
のソース線S1、S2…が互いに絶縁された状態で直交
するように設けられており、その各交点の画素に対応し
てスイッチング素子に相当する薄膜トランジスタ(TF
T)94及び画素電極95が設けられている(同図では
簡略化のため5×5画素の領域のみを示す)。尚、スイ
ッチング素子として、TFTの他、MIM素子を用いる
こともできる。ゲート線G1、G2…はTFT94のゲ
ート電極(図示せず)に接続され、ソース線S1、S2
…はTFT94のソース電極(図示せず)に接続され、
画素電極95はTFT94のドレイン電極(図示せず)
に接続されている。かかる構成において、走査信号ドラ
イバ91によりゲート線G1、G2…が例えば線順次に
走査選択されてゲート電圧が供給され、このゲート線の
走査選択に同期して情報信号ドライバ92から、各画素
に書き込む情報に応じた情報信号電圧がソース線S1、
S2…に供給され、TFTを介して各画素電極に印加さ
れる。
In the configuration shown in FIG. 19, in a panel section 90 corresponding to a liquid crystal element, horizontal gate lines G1, G2... Corresponding to scanning lines connected to a scanning signal driver 91 as driving means, Are provided so as to be orthogonal to each other while being insulated from each other in the vertical direction in the drawing, corresponding to the information signal lines connected to the information signal driver 92 as means. And a thin film transistor (TF
T) 94 and a pixel electrode 95 are provided (only a 5 × 5 pixel area is shown in the figure for simplicity). Note that an MIM element can be used as the switching element in addition to the TFT. Are connected to the gate electrode (not shown) of the TFT 94, and the source lines S1, S2
Are connected to a source electrode (not shown) of the TFT 94,
The pixel electrode 95 is a drain electrode (not shown) of the TFT 94.
It is connected to the. In this configuration, the gate lines G1, G2,... Are, for example, line-sequentially scanned and selected by the scanning signal driver 91, and a gate voltage is supplied. The information signal driver 92 writes each pixel from the information signal driver 92 in synchronization with the scanning selection of the gate lines. The information signal voltage according to the information is applied to the source line S1,
S2... And applied to each pixel electrode via the TFT.

【0158】そして、実駆動領域となる画素電極以外の
部分、例えばソース線S1、S2…に沿うような破線で
囲まれる領域に少なくとも液晶に対する一軸配向規制力
を有する配向制御層96が設けられる。尚、図19での
配向制御層96の配置は、アクティブマトリクス基板に
おける各部材に対する位置関係を示すもので、実際には
当該アクティブマトリクス基板又は対向基板のいずれか
一方、或いは両方に設けることができる。また、配向制
御層96は、ソース線S1、S2…に沿って配置される
ものに限定されず、ゲート線G1、G2…に沿って、あ
るいはソース線及びゲート線の両方に沿って格子状に設
けることもできる。
An alignment control layer 96 having at least a uniaxial alignment control force for liquid crystal is provided in a portion other than the pixel electrode serving as an actual driving region, for example, in a region surrounded by a broken line along the source lines S1, S2. Note that the arrangement of the orientation control layer 96 in FIG. 19 shows the positional relationship with respect to each member in the active matrix substrate, and can be actually provided on one or both of the active matrix substrate and the counter substrate. . Further, the orientation control layer 96 is not limited to those arranged along the source lines S1, S2,... But may be arranged in a grid along the gate lines G1, G2,. It can also be provided.

【0159】図20は、図19に示すようなパネル構成
における各画素部分(1ビット分)の断面構造の一例を
示す。同図に示す構造では、TFT94及び画素電極9
5を備えるアクティブマトリクス基板30と共通電極3
2を備えた対向基板70間に、自発分極を有する液晶層
61が挟持され、液晶容量(Clc)60が構成されて
いる。
FIG. 20 shows an example of a sectional structure of each pixel portion (for one bit) in the panel configuration as shown in FIG. In the structure shown in FIG.
Matrix substrate 30 provided with the common electrode 3 and the common electrode 3
A liquid crystal layer 61 having spontaneous polarization is sandwiched between the opposing substrates 70 provided with the liquid crystal elements 2 to form a liquid crystal capacitance (Clc) 60.

【0160】アクティブマトリクス基板30について
は、TFT94としてアモルファスSiTFTを用いた
例が示されている。TFT94はガラス等からなる基板
31上に形成され、図19に示すゲート線G1、G2…
に接続したゲート電極32上に窒化シリコン(SiN
x)等の材料からなる絶縁膜(ゲート絶縁膜)33を介
してa−Si層34が設けられており、該a−Si層3
4上に、夫々n+ a−Si層35、36を介してソース
電極37、ドレイン電極38が互いに離間して設けられ
ている。ソース電極37は図19に示すソース線S1、
S2…に接続し、ドレイン電極38はITO膜等の透明
導電膜からなる画素電極95に接続している。また、T
FT94におけるa−Si層34上をチャネル保護膜3
9が被覆している。このTFT94は、当該するゲート
線が走査選択された期間においてゲート電極32にゲー
トパルスが印加されオン状態となる。
As for the active matrix substrate 30, an example using an amorphous Si TFT as the TFT 94 is shown. The TFT 94 is formed on a substrate 31 made of glass or the like, and has gate lines G1, G2,.
Nitride (SiN) on the gate electrode 32 connected to
An a-Si layer 34 is provided via an insulating film (gate insulating film) 33 made of a material such as x).
4, a source electrode 37 and a drain electrode 38 are provided separately from each other via n + a-Si layers 35 and 36, respectively. The source electrode 37 is connected to the source line S1 shown in FIG.
, And the drain electrode 38 is connected to a pixel electrode 95 made of a transparent conductive film such as an ITO film. Also, T
The channel protective film 3 is formed on the a-Si layer 34 in the FT 94.
9 is coated. The TFT 94 is turned on by applying a gate pulse to the gate electrode 32 during a period when the gate line is selected for scanning.

【0161】更に、アクティブマトリクス基板30にお
いては、画素電極95と、該電極のガラス基板側に設け
られた保持容量電極41により絶縁膜33(ゲート電極
32上の絶縁膜と連続的に設けられた膜)を挟持した構
造により保持容量(CS)40が液晶層60と並列の形
で設けられている。保持容量電極はその面積が大きい場
合、開口率の低下するため、ITO膜等の透明導電膜に
より形成される。
Further, in the active matrix substrate 30, the insulating film 33 (continuously formed with the insulating film on the gate electrode 32) is formed by the pixel electrode 95 and the storage capacitor electrode 41 provided on the glass substrate side of the electrode. A storage capacitor (CS) 40 is provided in parallel with the liquid crystal layer 60 by a structure sandwiching the film. The storage capacitor electrode is formed of a transparent conductive film such as an ITO film because the aperture ratio is reduced when its area is large.

【0162】アクティブマトリクス基板30のTFT9
4及び画素電極95上には液晶の配向状態を制御する為
層43が設けられている。
The TFT 9 of the active matrix substrate 30
The layer 43 is provided on the pixel electrode 95 and the pixel electrode 95 to control the alignment state of the liquid crystal.

【0163】そして層43上のうち、TFT94に対応
する領域には一軸配向規制力を有する配向制御層96a
を選択的に設ける。
In the region on the layer 43 corresponding to the TFT 94, an alignment control layer 96a having a uniaxial alignment regulating force is provided.
Is selectively provided.

【0164】一方、対向基板70には、ガラス等の透明
基板71上に全面同様の厚みで共通電極72及び液晶の
配向状態を制御するための層73が積層されており、更
に層73上の、対向するアクティブマトリクス基板のT
FT94の配置される位置に対応する領域に一軸配向規
制力を有する配向制御層96bを選択的に設ける。
On the other hand, on the opposite substrate 70, a common electrode 72 and a layer 73 for controlling the alignment state of the liquid crystal are laminated on a transparent substrate 71 of glass or the like with the same thickness as the entire surface. , T of the opposing active matrix substrate
An alignment control layer 96b having a uniaxial alignment regulating force is selectively provided in a region corresponding to the position where the FT 94 is arranged.

【0165】以上のような構成で、配向制御層96a及
び96bについては、例えば前述の図9に示す構造の配
向制御層15aと同様に絶縁性を有する膜に一軸配向処
理を施したものを用い、一方その下地となる層43及び
73について図9に示す構造の層14aや14bと同様
の材料や処理条件を適用して形成することで、少なくと
も一軸配向規制力を有する層に対応する領域R1及びR
3を得て、更に実駆動領域を液晶分子に対する配向規制
作用の小さい表面領域R2及びR4となるようにして、
特にスメクチック液晶を用いた場合に図3〜図5に示す
ような過程で配向状態を形成することができる。
In the above configuration, as the orientation control layers 96a and 96b, for example, a film obtained by performing a uniaxial orientation treatment on a film having an insulating property similarly to the orientation control layer 15a having the structure shown in FIG. On the other hand, by forming the underlying layers 43 and 73 by applying the same materials and processing conditions as those of the layers 14a and 14b having the structure shown in FIG. And R
3 was obtained, and the actual driving region was changed to surface regions R2 and R4 having a small alignment regulating action on liquid crystal molecules,
In particular, when a smectic liquid crystal is used, an alignment state can be formed in a process as shown in FIGS.

【0166】尚、上記パネル構造は、互いに偏光軸が直
交した関係にある一対の偏光板間に挟持されている(図
示せず)。
The panel structure is sandwiched between a pair of polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other (not shown).

【0167】尚、図19及び図20に示すようなパネル
構成において、アクティブマトリクス基板として、多結
晶Si(p−Si)TFTを備えた基板を用いることが
できる。図20に示すパネルの画素部分の等価回路を図
21に示す。
In the panel configuration shown in FIGS. 19 and 20, a substrate provided with a polycrystalline Si (p-Si) TFT can be used as an active matrix substrate. FIG. 21 shows an equivalent circuit of a pixel portion of the panel shown in FIG.

【0168】図21及び図22を参照して上記構造の液
晶素子において双安定性を有するカイラルスメクチック
液晶を利用したアクティブマトリクス駆動について述べ
る。
Referring to FIGS. 21 and 22, an active matrix drive using a chiral smectic liquid crystal having bistability in the liquid crystal device having the above structure will be described.

【0169】図22(a)は、一画素を着目した際に、
当該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加され
る電圧を示す。上記構造の液晶素子では、ゲート線G
1、G2…が例えば線順次で選択され、一ゲート線には
選択期間Tonにおいて所定のゲート電圧Vgが印加さ
れ、ゲート電極32に電圧Vgが加わりTFT94がオ
ン状態となる。他のゲート線が選択されている期間に相
当する非選択期間Toffにはゲート電極32に電圧が
加わらずTFT94は高抵抗状態(オフ状態)となり、
Toff毎に所定の同一のゲート線が選択されてゲート
電極32にゲート電圧Vgが印加される。
FIG. 22A shows a case where attention is paid to one pixel.
3 shows a voltage applied to one gate line serving as a scanning line connected to the pixel. In the liquid crystal element having the above structure, the gate line G
, G2,... Are selected in a line-sequential manner, for example, a predetermined gate voltage Vg is applied to one gate line during the selection period Ton, a voltage Vg is applied to the gate electrode 32, and the TFT 94 is turned on. In a non-selection period Toff corresponding to a period in which another gate line is selected, no voltage is applied to the gate electrode 32, and the TFT 94 is in a high resistance state (off state).
A predetermined same gate line is selected for each Toff, and a gate voltage Vg is applied to the gate electrode 32.

【0170】図22(b)は、当該画素の情報信号線
(ソース線)に印加される電圧Vsを示す。図14
(a)で示すように各選択期間Tonでゲート電極32
にゲート電圧が印加された際、これに同期して当該画素
に接続する情報線となるソース線S1、S2…からソー
ス電極37に、所定のソース電圧(情報信号電圧)Vs
(基準電位を共通電極72の電位Vcとする)が印加さ
れる。
FIG. 22B shows the voltage Vs applied to the information signal line (source line) of the pixel. FIG.
As shown in (a), the gate electrode 32 in each selection period Ton.
When a gate voltage is applied to the pixel, a predetermined source voltage (information signal voltage) Vs is applied from the source lines S1, S2,.
(The reference potential is the potential Vc of the common electrode 72).

【0171】ここで、TFT95がオン状態であるた
め、上記ソース電極37に印加される電圧Vsがドレイ
ン電極38を介して画素電極(95)に印加され、液晶
容量(Clc)31及び保持容量32(Cs)に充電が
なされ、画素電極の電位が情報信号電圧Vsになる。続
いて、当該画素に属するゲート線の非選択期間Toff
においてTFT94は高抵抗(オフ状態)となるため、
この非選択期間には、液晶セル(液晶容量Clc)60
及び保持容量(Cs)40では選択期間Tonで充電さ
れた電荷が蓄積された状態を維持し、電圧が保持され
る。そして、当該画素における液晶層61にフレームの
期間を通して電圧が印加され、当該画素の液晶部分では
この電圧よりスイッチングが生じて所望の光学状態(白
状態)が得られる。
Here, since the TFT 95 is in the ON state, the voltage Vs applied to the source electrode 37 is applied to the pixel electrode (95) via the drain electrode 38, and the liquid crystal capacitance (Clc) 31 and the storage capacitance 32 (Cs) is charged, and the potential of the pixel electrode becomes the information signal voltage Vs. Subsequently, the non-selection period Toff of the gate line belonging to the pixel
Since the TFT 94 has a high resistance (off state) in
During this non-selection period, the liquid crystal cell (liquid crystal capacitance Clc) 60
In addition, the storage capacitor (Cs) 40 maintains the state in which the charge charged during the selection period Ton is accumulated, and holds the voltage. Then, a voltage is applied to the liquid crystal layer 61 of the pixel throughout the frame, and switching occurs in the liquid crystal portion of the pixel, and a desired optical state (white state) is obtained.

【0172】続くフレームの選択期間Tonでは、前フ
レームとは極性が逆で実質的に同様の電圧値Vsを有す
るソース電圧(−Vs)がソース電極37に印加され
る。この時、TFT94がオン状態であり、画素電極9
5に電圧−Vsが印加されて、液晶容量(Clc)60
及び保持容量40(Cs)に充電がなされ、画素電極の
電位が情報信号電圧−Vsになる。続いて、非選択期間
ToffにおいてTFT94は高抵抗(オフ状態)とな
るため、この非選択期間には、液晶セル(液晶容量Cl
c)60及び保持容量(Cs)40では選択期間Ton
で充電された電荷が蓄積された状態を維持し、電圧が保
持される。そして、当該画素における液晶層61にフレ
ーム期間を通して中抵抗の電圧が印加され、当該画素で
はこの電圧よりスイッチングがなされ所望の光学状態
(黒状態)が得られる。
In the selection period Ton of the subsequent frame, a source voltage (−Vs) having a voltage value Vs substantially the same as that of the previous frame and having the opposite polarity is applied to the source electrode 37. At this time, the TFT 94 is on, and the pixel electrode 9
5, a voltage -Vs is applied, and a liquid crystal capacitance (Clc) 60
Then, the storage capacitor 40 (Cs) is charged, and the potential of the pixel electrode becomes the information signal voltage −Vs. Subsequently, during the non-selection period Toff, the TFT 94 has a high resistance (off state).
c) The selection period Ton for 60 and the storage capacity (Cs) 40
The state where the electric charge charged in is stored, and the voltage is held. Then, a medium resistance voltage is applied to the liquid crystal layer 61 in the pixel throughout the frame period, and the pixel is switched by this voltage to obtain a desired optical state (black state).

【0173】図22(c)は、上述したような当該画素
の液晶容量及び保持容量に実際に保持され液晶層61に
印加される電圧値Vpixを、図14(d)は当該画素
での液晶の実際の光学応答(透過型液晶素子した場合で
の光学応答)を模式的に示す。(c)に示すように、2
フレームを通じて印加電圧は互いに極性が反転しただけ
の同一レベル(絶対値)である。一方、(d)に示すよ
うに、第一フレームでは、Vsに応じた光学状態が得ら
れ、第二のフレームでは、−Vsに応じた光学表示状態
が得られる。
FIG. 22C shows the voltage value Vpix actually held in the liquid crystal capacitor and the storage capacitor of the pixel and applied to the liquid crystal layer 61 as described above, and FIG. FIG. 1 schematically shows the actual optical response (optical response in the case of a transmission type liquid crystal element). As shown in FIG.
The applied voltages throughout the frame are at the same level (absolute value) whose polarity is just inverted. On the other hand, as shown in (d), an optical state according to Vs is obtained in the first frame, and an optical display state according to -Vs is obtained in the second frame.

【0174】[0174]

【実施例】以下、具体的な実施例(実験例)において本
発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に
限定されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples (experimental examples), but the present invention is not limited to the following examples.

【0175】(実施例1) ・液晶組成物の調製 下記液晶性化合物(A)〜(E)を使用し液晶組成物L
C−1を調製した。(使用した化合物)
Example 1 Preparation of Liquid Crystal Composition A liquid crystal composition L was prepared using the following liquid crystal compounds (A) to (E).
C-1 was prepared. (Compound used)

【0176】[0176]

【外6】 [Outside 6]

【0177】・セルの作製 実施例で使用するマトリクスセル(単純マトリックタイ
プのセル)を以下の如く作製した。
Preparation of Cell A matrix cell (simple matrix type cell) used in Examples was prepared as follows.

【0178】セル1−A 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅16μm、隣接ライン間の間隔
4μm)が形成された形成した1.1mm厚の一対のガ
ラス基板を用意した。
Cell 1-A A pair of 1.1 mm-thick glass substrates each having a stripe-patterned ITO film (thickness: about 70 nm, line width: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm) formed as transparent electrodes. Prepared.

【0179】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、下記繰り返し単位を有するポリイ
ミド(前駆体)をスピンコート法により塗布し、その
後、80℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃で1
時間加熱焼成を施し膜厚5nmのポリイミド被膜を得
た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one of the glass substrates by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. A polyimide (precursor) having the following repeating unit is applied on the silica layer by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes.
Heat baking was performed for a time to obtain a polyimide film having a thickness of 5 nm.

【0180】[0180]

【外7】 [Outside 7]

【0181】続いて、当該基板上のポリイミドに対して
一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を施
した。ラビング処理の条件は、径10cmのロールにナ
イロン(NF−77/帝人製)を貼り付けたラビングロ
ールを用い、押し込み量0.3mm、送り速度10cm
/sec、回転数1000rpm、送り回数4回とし
た。
Subsequently, the polyimide on the substrate was subjected to a rubbing treatment with a nylon cloth as a uniaxial orientation treatment. The conditions of the rubbing treatment were as follows: using a rubbing roll in which nylon (NF-77 / manufactured by Teijin) was attached to a roll having a diameter of 10 cm, a pushing amount of 0.3 mm, and a feeding speed of 10 cm.
/ Sec, the number of rotations was 1000 rpm, and the number of times of feeding was 4 times.

【0182】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し
た。その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚3nmのシリカ層を得
た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating. Then, after pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes,
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm.

【0183】続いて、一方の基板(ポリイミドを塗布し
た側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μ
mのシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電
極が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような
配置)となるように重ね合わせ、セル(空セル)を作製
した。
Subsequently, a spacer having an average particle diameter of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which the polyimide was applied) as a spacer.
m silica beads were scattered, and the other substrate was overlapped so that the electrodes of each substrate were orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), thereby producing a cell (empty cell).

【0184】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層とポリイミド膜)の合計膜厚は11nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer and polyimide film) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 11 nm.

【0185】セル1−B ポリイミド膜の膜厚を2nmと設定することを除いて、
セル1−Aと同様の方法及び条件でセル(空セル)を作
製した。作製されたセルの実駆動領域(両基板の電極が
交差する部分)における絶縁膜(シリカ層とポリイミド
膜)の合計膜厚は8nmであった。
Cell 1-B Except that the thickness of the polyimide film was set to 2 nm,
A cell (empty cell) was produced in the same manner and under the same conditions as for the cell 1-A. The total thickness of the insulating film (silica layer and polyimide film) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the manufactured cell was 8 nm.

【0186】セル1−C ここでは、図7に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 1-C Here, a cell (empty cell) having the cross-sectional structure shown in FIG. 7 was manufactured.

【0187】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
As a transparent electrode, a stripe pattern IT
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0188】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、セル1−Aで用いたものと同様の
ポリイミド(前駆体)をスピンコート法により塗布し、
その後、80℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃
で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポリイミド被膜
を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one of the glass substrates by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. Onto the silica layer, the same polyimide (precursor) as used in Cell 1-A was applied by spin coating.
Then, after pre-drying at 80 ° C for 5 minutes,
For 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0189】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚となる
ようスピンコートした。その後、80℃、30分間の前
乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16μmのスト
ライプ状のマスクパターンを用いて、UV(λ=365
nm)にて16秒間露光した。この時マスクパターン
を、マスク部分が当該基板のITO膜パターンのライン
間に対応するように配置した。その後、有機系現像液
(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現像し、流水
洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥を行
い、ITO膜パターンのライン間に対応したレジスト膜
パターンを得た。続いて、低圧水銀ランプを用い、基板
温度を60℃に保ち、波長254nmにおける光エネル
ギー量が10J/cm2 となるUV強度にてUVアッシ
ング処理を行って、レジスト膜のない部分のポリイミド
を除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジス
トストリップN−320)を用いレジスト膜パターンを
剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、
基板上に、ITO膜のライン間に対応してストライプ状
のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μm)
と、ITO膜のラインに対応してまったく存在しない部
分(幅16μm)からなるポリイミド膜パターンを得
た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, UV (λ = 365) was obtained using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm.
nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the resist film is developed using an organic developing solution (MFCD-26 manufactured by Ziprey Co., Ltd.), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and resist film corresponding to the line between the ITO film patterns. Got the pattern. Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 10 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus,
A portion (4 μm in width) where a stripe-shaped polyimide film is present on the substrate at a thickness of 50 nm corresponding to between the lines of the ITO film.
And a polyimide film pattern consisting of portions (width 16 μm) that did not exist at all corresponding to the lines of the ITO film.

【0190】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、セル1−Aの場合と同様の方法及び条件に
より一軸配向処理としてラビング処理を施した。ラビン
グ処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ方向と垂直
な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment in the same manner and under the same conditions as those for the cell 1-A. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0191】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し
た。その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚3nmのシリカ層を得
た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating. Then, after pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes,
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm.

【0192】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電極
が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような配
置)となるように重ね合わせ、図7に示すような断面構
造のセル(空セル)を作製した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was coated) as a spacer.
And the other substrate is superimposed so that the electrodes of each substrate are orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and a cell having a cross-sectional structure as shown in FIG. Cell).

【0193】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層)の合計膜厚は6nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 6 nm.

【0194】セル1−D ポリイミド膜(ポリイミド膜パターン)の厚みを30n
mとすることを除いて、セル1−Cの場合と同様に、図
7に示すような断面構造のセル(空セル)を作製した。
Cell 1-D The thickness of the polyimide film (polyimide film pattern) was 30 n.
A cell (empty cell) having a cross-sectional structure as shown in FIG. 7 was prepared in the same manner as in the case of the cell 1-C, except that m was set to m.

【0195】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層)の合計膜厚は6nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus fabricated was 6 nm.

【0196】セル1−E ここでは、図9に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 1-E Here, a cell (empty cell) having a sectional structure shown in FIG. 9 was prepared.

【0197】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0197] A stripe pattern IT as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0198】これらガラス基板の夫々に、ゾルゲルタイ
プのシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗
布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、20
0℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を
得た。該シリカ層上に、セルAで用いたものと同様のポ
リイミド(前駆体)をスピンコート法により塗布し、そ
の後、80℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃で
1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポリイミド被膜を
得た。
An sol-gel type ethanol solution of silica was applied to each of these glass substrates by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes.
The coating was dried by heating at 0 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. The same polyimide (precursor) as that used in Cell A was applied on the silica layer by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, followed by heating and baking at 200 ° C. for 1 hour. Was applied to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0199】次いで、一方のガラス基板における上記ポ
リイミド膜上に、ポジレジスト(東京応化OFPR−8
00)を約2μm厚となるようスピンコートした。その
後、80℃、30分間の前乾燥を行った後、マスク幅4
μm、間隔16μmのストライプ状のマスクパターンを
用いて、UV(λ=365nm)にて16秒間露光し
た。この時マスクパターンを、マスク部分が当該基板の
ITO膜パターンのライン間に対応するように配置し
た。その後、有機系現像液(ジプレー社製MFCD−2
6)を用いて現像し、流水洗浄を3分間行った後、10
0℃、10分間の乾燥を行い、ITO膜パターンのライ
ン間に対応したレジスト膜パターンを得た。続いて、低
圧水銀ランプを用い、基板温度を60℃に保ち、波長2
54nmにおける光エネルギー量が10J/cm2 とな
るUV強度にてUVアッシング処理を行って、レジスト
膜のない部分のポリイミドを除去した。次いで、剥離液
(ナガセ産業社製 レジストストリップN−320)を
用いレジスト膜パターンを剥離した後、流水洗浄し基板
を乾燥させた。こうして、基板上に、ITO膜のライン
間に対応してストライプ状のポリイミド膜が50nm存
在する部分(幅4μm)と、ITO膜のラインに対応し
てまったく存在しない部分(幅16μm)からなるポリ
イミド膜パターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-8) was formed on the polyimide film on one glass substrate.
00) was spin-coated to a thickness of about 2 μm. Then, after performing pre-drying at 80 ° C. for 30 minutes, the mask width 4
The substrate was exposed to UV (λ = 365 nm) for 16 seconds using a stripe-shaped mask pattern having a thickness of 16 μm and an interval of 16 μm. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, an organic developer (MFCD-2 manufactured by Zipley Co., Ltd.)
After developing using 6) and washing with running water for 3 minutes,
Drying was performed at 0 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film pattern corresponding to between the lines of the ITO film pattern. Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature was kept at 60 ° C., and the wavelength 2
UV ashing was performed at a UV intensity at which the light energy amount at 54 nm was 10 J / cm 2 to remove the polyimide in the portion without the resist film. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. In this manner, the polyimide film is composed of a portion where the stripe-shaped polyimide film exists 50 nm (width 4 μm) corresponding to the space between the ITO film lines and a portion where the polyimide film does not exist at all (width 16 μm) corresponding to the ITO film line. A membrane pattern was obtained.

【0200】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、セル1−Aの場合と同様の方法及び条件に
より一軸配向処理としてラビング処理を施した。ラビン
グ処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ方向と垂直
な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment in the same manner and under the same conditions as those for the cell 1-A. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0201】他方のガラス基板における上記ポリイミド
膜上に、ポジレジスト(東京応化OFPR−800)を
約2μm厚となるようスピンコートした。その後、80
℃、30分間の前乾燥を行った後、図9に示すようにマ
スク幅4μm、間隔16μmのストライプ状のマスクパ
ターンを用いて、UV(λ=365nm)にて16秒間
露光した。この時マスクパターンを、マスク部分が当該
基板のITO膜パターンのラインと直交するように配置
した。その後、有機系現像液(ジプレー社製MFCD−
26)を用いて現像し、流水洗浄を3分間行った後、1
00℃、10分間の乾燥を行い、ライン幅4μm、ライ
ン間隔16μmのレジスト膜パターンを得た。続いて、
上記同様の方法及び条件でUVアッシング処理を行っ
て、レジスト膜のない部分のポリイミドを除去した。次
いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジストストリップN
−320)を用いレジスト膜パターンを剥離した後、流
水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、基板上に、IT
O膜のラインに直交したストライプ状のポリイミド膜が
50nm存在する部分(幅4μm)と、まったく存在し
ない部分(幅16μm)からなるポリイミド膜パターン
を得た。
A positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the other glass substrate to a thickness of about 2 μm. Then 80
After pre-drying at 30 ° C. for 30 minutes, the substrate was exposed to UV (λ = 365 nm) for 16 seconds using a striped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm as shown in FIG. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion was orthogonal to the line of the ITO film pattern of the substrate. Then, an organic developing solution (MFCD-
26), and washing with running water for 3 minutes.
Drying was performed at 00 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film pattern having a line width of 4 μm and a line interval of 16 μm. continue,
UV ashing was performed in the same manner and under the same conditions as described above to remove the polyimide in the area without the resist film. Next, remover (Resist Strip N manufactured by Nagase & Co., Ltd.)
After stripping the resist film pattern using -320), the substrate was washed with running water and dried. In this way, the IT
A polyimide film pattern consisting of a portion (width 4 μm) in which a stripe-shaped polyimide film perpendicular to the O film line exists at 50 nm and a portion (width 16 μm) not present at all was obtained.

【0202】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、セル1−Aの場合と同様の方法及び条件に
より一軸配向処理としてラビング処理を施した。ラビン
グ処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ方向と垂直
な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in the case of the cell 1-A. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0203】一方の基板上(最初の基板)にスペーサー
として、平均粒径2.0μmのシリカビーズを散布し、
他方の基板を、各基板の電極が直交しマトリックス電極
配置(図11に示すような配置)となり、且つ両基板上
のポリイミド膜パターンのライン部分が完全に対向し、
ポリイミド膜におけるラビング方向が同一になるよう
に、位置合わせを行い貼り合わせ、図9に示すような断
面構造のセル(空セル)を作製した。
On one substrate (first substrate), silica beads having an average particle size of 2.0 μm were sprayed as spacers.
On the other substrate, the electrodes of each substrate are orthogonal to each other to form a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and the line portions of the polyimide film pattern on both substrates are completely opposed,
Positioning and bonding were performed so that the rubbing directions in the polyimide film were the same, thereby producing a cell (empty cell) having a cross-sectional structure as shown in FIG.

【0204】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層)の合計膜厚は6nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 6 nm.

【0205】セル1−F透明電極としてストライプパタ
ーンのITO膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μ
m、隣接ライン間の間隔4μm)が形成された形成した
1.1mm厚の一対のガラス基板を用意した。
Cell 1-F An ITO film having a stripe pattern as a transparent electrode (film thickness: about 70 nm, line width: 16 μm)
m, a pair of glass substrates having a thickness of 1.1 mm and having a spacing of 4 μm between adjacent lines was prepared.

【0206】これらガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し、
その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200℃1
時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to these glass substrates by spin coating.
After pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes,
After heating and drying for a period of time, a silica layer having a thickness of 3 nm was obtained.

【0207】続いて、これら基板のシリカ層に、セル1
−Aと同様の方法及び条件により一軸配向処理としてラ
ビング処理を施した。
Subsequently, a cell 1 was placed on the silica layer of these substrates.
A rubbing treatment was performed as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in -A.

【0208】次いで、一方の基板上にスペーサーとし
て、平均粒径2.0μmのシリカビーズを散布し、他方
の基板を、各基板の電極が直交しマトリックス電極配置
(図11に示すような配置)となるように重ね合わせ、
セル(空セル)を作製した。尚、両基板のラビング処理
の方向が同方向、平行となるように設定した。
Next, silica beads having an average particle size of 2.0 μm are dispersed as spacers on one of the substrates, and the other substrate is arranged in a matrix electrode arrangement in which the electrodes of each substrate are orthogonal to each other (arrangement as shown in FIG. 11). Superimposed so that
A cell (empty cell) was prepared. The rubbing directions of the two substrates were set to be the same and parallel.

【0209】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層)の合計膜厚は6nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 6 nm.

【0210】尚、セル1−A〜1−Fのサイズは2.5
cm×3.5cmとした(セル1−C〜1−Eでは、ポ
リイミド膜のラインと一致するITO膜のストライプ方
向での辺を2.5cmとする)。
Note that the size of the cells 1-A to 1-F is 2.5
cm × 3.5 cm (in the cells 1-C to 1-E, the side in the stripe direction of the ITO film coincident with the line of the polyimide film was 2.5 cm).

【0211】上記に示したプロセスで作製した各セル1
−A〜1−Fに液晶組成物LC−1を等方相の温度にて
注入し、液晶をカイラルスメクチック液晶相を示す温度
まで冷却し、双安定性をを示すカイラルスメクチック液
晶素子サンプル1−A〜1−Eを作製した。この冷却の
過程を偏光顕微鏡内で観察したところ(100倍)、セ
ル1−C〜1−Eでは、スメクチックA相への転移温度
付近から図3に示すようなバトネの発生、成長による配
向状態の形成過程が観察された。
Each cell 1 manufactured by the above-described process was used.
-A to 1-F, the liquid crystal composition LC-1 was injected at a temperature of an isotropic phase, the liquid crystal was cooled to a temperature at which a chiral smectic liquid crystal phase was exhibited, and a chiral smectic liquid crystal element sample 1 exhibiting bistability was obtained. A to 1-E were prepared. When this cooling process was observed in a polarizing microscope (100 times), in the cells 1-C to 1-E, the alignment state due to the generation and growth of the battone as shown in FIG. 3 from around the transition temperature to the smectic A phase. The formation process of was observed.

【0212】これらサンプルに対して、1)配向均一性
の評価、及び2)M2マージン(M2)の評価を行っ
た。
The samples were evaluated for 1) alignment uniformity and 2) M2 margin (M2).

【0213】1)配向均一性の評価 液晶素子にカイラルスメクチック液晶相の状態で電圧を
印加してカイラルスメクチック液晶を一方の状態にスイ
ッチングさせ、偏光顕微鏡により目視観測によって(1
00倍)、配向均一性の評価を行った。結果を表1に示
す。
1) Evaluation of Uniformity of Alignment A voltage was applied to the liquid crystal element in the state of a chiral smectic liquid crystal phase to switch the chiral smectic liquid crystal to one state, and (1) was visually observed with a polarizing microscope.
00 times) and the uniformity of orientation was evaluated. Table 1 shows the results.

【0214】[0214]

【表1】 [Table 1]

【0215】2)M2マージン(M2)の測定 M2マージンの測定方法を説明する。まず、クロスニコ
ルに配置された偏光板間にセルを設置し、図13に示す
駆動波形(Vop=20V、1/3.3バイアス、1/
1000デューティ相当)を用いて、M2マージンの測
定を行った。印加パルス波形の長さΔtを変化させなが
ら暗状態(黒表示)と明状態(白表示)をそれぞれ書込
み、明、暗それぞれの状態を書き込める印加パルス波形
の長さΔtの範囲が図15の様になった場合において、
駆動マージンパラメータをM2=(Δt4−Δt1)/
(Δt4+Δt1)とし、上記サンプルA〜Eについて
温度を数点振ってM2マージンを評価した。
2) Measurement of M2 Margin (M2) A method of measuring the M2 margin will be described. First, a cell was installed between polarizing plates arranged in crossed Nicols, and a driving waveform (Vop = 20 V, 1 / 3.3 bias, 1 /
The M2 margin was measured using (equivalent to 1000 duty). A dark state (black display) and a light state (white display) are written while changing the applied pulse waveform length Δt, and the range of the applied pulse waveform length Δt in which the bright and dark states can be written is as shown in FIG. In the case of
M2 = (Δt4−Δt1) /
(Δt4 + Δt1), the M2 margin was evaluated by varying the temperature of the samples A to E by several points.

【0216】結果を下記表2に示す。The results are shown in Table 2 below.

【0217】尚、素子Bについては正常にスイッチング
する領域のみ(良好な配向状態の領域のみ)のM2マー
ジン、素子1−C〜1−Eについてはストライプ状のポ
リイミドが配置されていない領域のM2マージンとし
た。また素子1−Fは全面ランダム配向であったため駆
動マージンは測定不能であった。
The element B has an M2 margin only in a normally switching region (only a region in a good orientation state), and the elements 1-C to 1-E have an M2 margin in a region where no striped polyimide is arranged. Margin. In addition, since the entire surface of the element 1-F was randomly oriented, the drive margin could not be measured.

【0218】[0218]

【表2】 [Table 2]

【0219】この結果から、素子サンプル1−Aについ
ては、室温以上におけるM2マージンは大きいものの低
温側での駆動マージンが著しく悪くなっていることがわ
かる。これは低温側での反電場の影響によるものと予測
される。一方、配向性の悪い素子Bに関しては、全体と
してM2マージンの値は小さいものの、素子1−Bは素
子1−Aと比較して配向膜厚(ポリイミド膜の厚み)が
薄く配向制御層の電気容量が大きいため、低温側でのマ
ージンの減少量が小さくなっている。一方、素子1−
C、1−D、1−Eは、両基板の電極が対向する実駆動
領域、即ち有効スイッチング領域にはポリイミドが存在
しないため配向制御層の電気容量が大きく、低温側での
マージンの減少量が小さくなっている。
From this result, it can be seen that, with respect to the element sample 1-A, the M2 margin at room temperature or higher is large, but the drive margin on the low temperature side is significantly deteriorated. This is expected to be due to the effect of the anti-electric field on the low temperature side. On the other hand, with respect to the element B having poor orientation, although the value of the M2 margin is small as a whole, the element 1-B has a thinner alignment film thickness (thickness of the polyimide film) than the element 1-A, and the Since the capacity is large, the amount of decrease in the margin on the low temperature side is small. On the other hand, element 1-
C, 1-D, and 1-E denote the actual driving region where the electrodes of both substrates face each other, that is, the effective switching region, in which no polyimide exists, so that the electric capacity of the orientation control layer is large, and the amount of decrease in the margin at the low temperature side Is getting smaller.

【0220】このように、基板に一軸配向規制力を有す
る配向制御層が存在する部分及び該配向層が存在しない
部分とを混在させ、該配向制御層の部分に接する液晶領
域から配向状態を形成して均一な配向性を得て、更に液
晶の実駆動領域においてかかる一軸配向規制力を有する
配向制御層を存在させないことにより、良好な駆動マー
ジン特性を実現することができることが証明された。
As described above, the portion where the alignment control layer having the uniaxial alignment regulating force is present and the portion where the alignment layer is not present are mixed on the substrate, and the alignment state is formed from the liquid crystal region in contact with the portion of the alignment control layer. As a result, it was proved that a good driving margin characteristic can be realized by obtaining a uniform alignment property, and by eliminating the alignment control layer having the uniaxial alignment regulating force in the actual driving region of the liquid crystal.

【0221】(実施例2)本例では、液晶組成物として
市販の反強誘電性液晶材料CS−4000(チッソ社
製)を用いた。
(Example 2) In this example, a commercially available antiferroelectric liquid crystal material CS-4000 (manufactured by Chisso Corporation) was used as the liquid crystal composition.

【0222】また実施例2に使用する3種類の空セルを
以下の如く作製した。
Further, three types of empty cells used in Example 2 were produced as follows.

【0223】セル2−G 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅16μm、隣接ライン間の間隔
4μm)が形成された形成した1.1mm厚の一対のガ
ラス基板を用意した。
Cell 2-G As a transparent electrode, a pair of 1.1 mm-thick glass substrates formed with a stripe-patterned ITO film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm) was formed. Prepared.

【0224】これらガラス基板の両方に、ゾルゲルタイ
プのシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗
布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、20
0℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を
得た。該シリカ層上に、市販のポリイミド材料(SP−
710DMAC(ジメチルアセトアミド)/IRA(イ
ソプロピルアルコール)=1/1/東レ製)をスピンコ
ート法により塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥
を行った後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50
nmのポリイミド被膜を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to both of these glass substrates by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, followed by 20 minutes.
The coating was dried by heating at 0 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, a commercially available polyimide material (SP-
710DMAC (dimethylacetamide) / IRA (isopropyl alcohol) = 1/1 / Toray) is applied by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes, and then heated and baked at 200 ° C. for 1 hour. Applied film thickness 50
nm of a polyimide coating was obtained.

【0225】続いて、両基板のポリイミド膜に対して、
セル1−Aの場合と同様の方法及び条件で一軸配向処理
としてナイロン布によるラビング処理を施した。ラビン
グ方向は両基板の夫々で、基板を対向せしめた際にラビ
ング方向が後述の関係となるように設定した。
Subsequently, with respect to the polyimide films on both substrates,
Rubbing treatment with a nylon cloth was performed as a uniaxial orientation treatment under the same method and conditions as in the case of Cell 1-A. The rubbing direction was set for each of the two substrates so that the rubbing directions had the relationship described below when the substrates were opposed to each other.

【0226】続いて、一方の基板上にスペーサーとし
て、平均粒径1.4μmのシリカビーズを散布し、両基
板を、夫々電極が直交しマトリックス電極配置(図11
に示すような配置)となり、上方の基板のラビング方向
が下方の基板のラビング方向から反時計回りに16°を
なすように対向させてるように重ね合わせ、セル(空セ
ル)を作製した。
Subsequently, silica beads having an average particle size of 1.4 μm were sprayed as spacers on one of the substrates, and both substrates were arranged in a matrix electrode arrangement in which electrodes were orthogonal to each other (FIG. 11).
And the rubbing direction of the upper substrate is opposed to the rubbing direction of the lower substrate so as to make an angle of 16 ° counterclockwise, thereby producing a cell (empty cell).

【0227】セル2−H ポリイミド膜の膜厚を5nmとすることを除いて、セル
2−Gと同様の方法及び条件でセル(空セル)を作製し
た。
Cell 2-H A cell (empty cell) was prepared in the same manner and under the same conditions as for the cell 2-G, except that the thickness of the polyimide film was set to 5 nm.

【0228】セル2−I ポリイミドとして、市販のポリイミド材料(SP−71
0/東レ製)を用い、またスペーサーとして平均粒径
1.4μmのシリカビーズを用い、UVアッシングの条
件を60℃、波長254nm,エネルギー量13J/c
2とすることを除いて、実施例1のセル1−Eの場合
と同様の方法及び条件により、セル(空セル)を作製し
た。
Cell 2-I As a polyimide, a commercially available polyimide material (SP-71) was used.
0 / Toray Co., Ltd.), silica beads having an average particle size of 1.4 μm as a spacer, UV ashing conditions were 60 ° C., wavelength 254 nm, energy amount 13 J / c.
except that the m 2, by the same method and conditions as in cell 1-E of Example 1 to prepare a cell (empty cell).

【0229】上記に示したプロセスで作製した各セル2
−G〜2−Iに反強誘電性液晶材料CS−4000を等
方相の温度にて注入し、液晶をカイラルスメクチック液
晶相を示す温度まで冷却し、双安定性をを示すカイラル
スメクチック液晶素子サンプル2−G〜2−Iを作製し
た。この冷却の過程を偏光顕微鏡内で観察したところ、
セル2−Iでは、スメクチックA相への転移温度付近か
ら図3に示すようなバトネの発生、成長による配向状態
の形成過程が観察された。
Each cell 2 manufactured by the process described above
-G to 2-I, an antiferroelectric liquid crystal material CS-4000 is injected at an isotropic phase temperature, and the liquid crystal is cooled to a temperature showing a chiral smectic liquid crystal phase, and a chiral smectic liquid crystal element showing bistability Samples 2-G to 2-I were produced. Observing this cooling process with a polarizing microscope,
In the cell 2-I, generation of batone and formation process of an alignment state by growth were observed from around the transition temperature to the smectic A phase as shown in FIG.

【0230】これらサンプルに対して、実施例1の場合
と同様に1)配向均一性の評価、更に2)応答速度の評
価を行った。
For these samples, 1) evaluation of alignment uniformity and 2) evaluation of response speed were performed in the same manner as in Example 1.

【0231】1)配向均一性の評価 結果を表3に示す。1) Evaluation of alignment uniformity The results are shown in Table 3.

【0232】[0232]

【表3】 [Table 3]

【0233】2)応答速度の測定 応答速度の測定方法を説明する。まず、クロスニコルに
配置された偏光板間にセルを設置し、30℃において、
反強誘電状態を示す状態のセルに対し、DCオフセット
電圧として18Vの直流を印加する。次いで、パルス幅
100μsの単発パルスを徐々に電圧を大きくしながら
印加して、反強誘電状態から強誘電状態へとスイッチン
グするのに必要な電圧値を求めた。結果を下記表4に示
す。尚、素子2−Hについては正常にスイッチングする
領域のみの応答電圧とした。
2) Measurement of Response Speed A method of measuring the response speed will be described. First, a cell is placed between polarizing plates arranged in crossed Nicols, and at 30 ° C.,
A direct current of 18 V is applied as a DC offset voltage to the cell in the state indicating the antiferroelectric state. Next, a single pulse having a pulse width of 100 μs was applied while gradually increasing the voltage, and a voltage value required for switching from the antiferroelectric state to the ferroelectric state was obtained. The results are shown in Table 4 below. It should be noted that the response voltage of the element 2-H was set only in the region where normal switching was performed.

【0234】[0234]

【表4】 [Table 4]

【0235】この結果から、反強誘電性を示す液晶を用
いた素子では、配向制御層の厚さを薄くするほど実効的
に液晶層に印加される電圧値が大きくなるため、外部か
ら印加する電圧値が低くてよいことがわかる。
From these results, it can be seen that, in a device using a liquid crystal exhibiting antiferroelectricity, the voltage applied to the liquid crystal layer is effectively increased as the thickness of the orientation control layer is reduced. It is understood that the voltage value may be low.

【0236】そして、実施例2では、反強誘電性を示す
液晶を用いた素子において、基板に一軸配向規制力を有
する配向制御層が存在する部分及び該配向層が存在しな
い部分とを混在させ、該配向制御層の部分に対応する液
晶領域から配向状態を形成して均一な配向性を得て、更
に液晶の実駆動領域においてかかる一軸配向規制力を有
する配向制御層を存在させないことにより、駆動電圧の
低減、即ち同一電圧で駆動特性を比較した際での応答の
高速化が実現することができることが証明された。
In Example 2, in an element using a liquid crystal exhibiting antiferroelectricity, a portion where an alignment control layer having a uniaxial alignment regulating force is present on a substrate and a portion where the alignment layer is not present are mixed. By forming an alignment state from the liquid crystal region corresponding to the portion of the alignment control layer to obtain a uniform alignment, further by not having an alignment control layer having such uniaxial alignment regulating force in the actual driving region of the liquid crystal, It has been proved that the drive voltage can be reduced, that is, the response can be made faster when the drive characteristics are compared at the same voltage.

【0237】(実施例3)本実施例で使用するセル(単
純マトリクスタイプのセル)を以下の如く作製した。
Example 3 A cell (simple matrix type cell) used in this example was manufactured as follows.

【0238】セル3−B 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅16μm、隣接ライン間の間隔
4μm)が形成された形成した1.1mm厚の一対のガ
ラス基板を用意した。
Cell 3-B A pair of 1.1 mm-thick glass substrates each formed with a stripe-patterned ITO film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm) as transparent electrodes were formed. Prepared.

【0239】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカの母材中にアンチモンドープのSnOxの超微
粒子(粒径100Å)を重量比で50%添加し分散した
固形分濃度10重量%のエタノール溶液をスピンコート
法により塗布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行っ
た後、200℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は200n
mの微粒子分散層を得た。該微粒子分散層上に、セル1
−Aで用いたものと同様のポリイミド(前駆体)をスピ
ンコート法により塗布し、その後、80℃、5分間の前
乾燥を行った後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚
5nmのポリイミド被膜を得た。
On one side of this glass substrate, 50% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle size: 100 °) was added and dispersed in a sol-gel type silica base material in an ethanol solution having a solid content of 10% by weight. Is applied by spin coating, then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes, and then dried by heating at 200 ° C. for 1 hour to a film thickness of 200 n.
m was obtained. A cell 1 is placed on the fine particle dispersion layer.
The same polyimide (precursor) as that used in -A was applied by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes, and then baked at 200 ° C. for 1 hour to form a film having a thickness of 5 nm. A polyimide coating was obtained.

【0240】次いで、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。
Next, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as those of the cell 1-A of Example 1.

【0241】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカの母材中にアンチモンドープのSnOxの超微粒子
(粒径100Å)を重量比で50%で添加し分散した固
形分濃度10重量%のエタノール溶液を塗布した。その
後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200℃1時間
加熱乾燥を施し、膜厚200nmの微粒子分散層を得
た。
On the other glass substrate, 50% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle size: 100 °) were added and dispersed in a sol-gel type silica base material in an ethanol solution having a solid concentration of 10% by weight. Was applied. Thereafter, pre-drying was performed at 80 ° C. for 5 minutes, and then heat drying was performed at 200 ° C. for 1 hour to obtain a fine particle dispersion layer having a thickness of 200 nm.

【0242】続いて、一方の基板(ポリイミドを塗布し
た側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μ
mのシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電
極が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような
配置)となるように重ね合わせ、セル(空セル)を作製
した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which the polyimide was applied) as a spacer.
m silica beads were scattered, and the other substrate was overlapped so that the electrodes of each substrate were orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), thereby producing a cell (empty cell).

【0243】セル3−C ここでは、図7に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 3-C Here, a cell (empty cell) having a sectional structure shown in FIG. 7 was prepared.

【0244】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
As a transparent electrode, a stripe pattern IT
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0245】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカの母材中にアンチモンドープのSnOx超微粒
子(粒径100Å)を重量比30%添加し分散させた固
形分濃度10重量%のエタノール溶液をスピンコート法
により塗布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った
後、200℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は200nm
の超微粒子分散層を得た。該層上に、実施例1のセル1
−Aで用いたものと同様のポリイミド(前駆体)をスピ
ンコート法により塗布し、その後、80℃、5分間の前
乾燥を行った後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚
50nmのポリイミド被膜を得た。
On one side of this glass substrate, an ethanol solution having a solid concentration of 10% by weight was prepared by adding and dispersing 30% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle diameter: 100 °) in a sol-gel type silica base material. Coating is performed by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, and then heating and drying at 200 ° C. for 1 hour to form a film having a thickness of 200 nm.
Was obtained. On this layer, the cell 1 of Example 1
The same polyimide (precursor) as that used in -A was applied by a spin coating method, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes, and then heated and baked at 200 ° C. for 1 hour to form a film having a thickness of 50 nm. A polyimide coating was obtained.

【0246】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚となる
ようスピンコートした。その後、80℃、30分間の前
乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16μmのスト
ライプ状のマスクパターンを用いて、UV(λ=365
nm)にて16秒間露光した。この時マスクパターン
を、マスク部分が当該基板のITO膜パターンのライン
間に対応するように配置した。その後、有機系現像液
(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現像し、流水
洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥を行
い、ITO膜パターンのライン間に対応したレジスト膜
パターンを得た。続いて、低圧水銀ランプを用い、基板
温度を60℃に保ち、波長254nmにおける光エネル
ギー量が10J/cm2 となるUV強度にてUVアッシ
ング処理を行って、レジスト膜のない部分のポリイミド
を除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジス
トストリップN−320)を用いレジスト膜パターンを
剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、
基板上に、ITO膜のライン間に対応してストライプ状
のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μm)
と、ITO膜のラインに対応してまったく存在しない部
分(幅16μm)からなるポリイミド膜パターンを得
た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, UV (λ = 365) was obtained using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm.
nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the resist film is developed using an organic developing solution (MFCD-26 manufactured by Ziprey Co., Ltd.), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and resist film corresponding to the line between the ITO film patterns. Got the pattern. Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 10 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus,
A portion (4 μm in width) where a stripe-shaped polyimide film is present on the substrate at a thickness of 50 nm corresponding to between the lines of the ITO film.
And a polyimide film pattern consisting of portions (width 16 μm) that did not exist at all corresponding to the lines of the ITO film.

【0247】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in the case of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0248】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカの母材中にアンチモンドープのSnOx超微粒子
(粒径100Å)を重量比30%で添加し分散させた固
形分濃度10重量%のエタノール溶液をスピンコート法
により塗布した。その後、80℃5分間の前乾燥を行っ
た後、200℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚200nm
の微粒子分散層を得た。
On the other glass substrate, an ethanol solution having a solid content of 10% by weight was prepared by adding and dispersing antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle size: 100 °) in a sol-gel type silica matrix at a weight ratio of 30%. Coating was performed by spin coating. After that, pre-drying was performed at 80 ° C. for 5 minutes, and then heat drying was performed at 200 ° C. for 1 hour to form a film having a thickness of 200 nm.
To obtain a fine particle dispersion layer.

【0249】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電極
が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような配
置)となるように重ね合わせ、図7に示すような断面構
造のセル(空セル)を作製した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was applied) as a spacer.
And the other substrate is superimposed so that the electrodes of each substrate are orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and a cell having a cross-sectional structure as shown in FIG. Cell).

【0250】セル3−D ここでは、図7に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 3-D Here, a cell (empty cell) having the cross-sectional structure shown in FIG. 7 was manufactured.

【0251】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0251] IT of a stripe pattern as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0252】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカの母材中にアンチモンドープのSnOxの超微
粒子(粒径100Å)を重量比50%で添加して分散し
た固形分濃度10重量%のエタノール溶液をスピンコー
ト法により塗布し、膜厚は200nmの微粒子分散層を
得た。該微粒子分散層上に、実施例1のセル1−Aで用
いたものと同様のポリイミド(前駆体)をスピンコート
法により塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥を行
った後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50nm
のポリイミド被膜を得た。
Ethanol having a solid content of 10% by weight was added to one of the glass substrates and dispersed by adding 50% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle diameter: 100 °) in a sol-gel type silica base material. The solution was applied by a spin coating method to obtain a fine particle dispersed layer having a thickness of 200 nm. The same polyimide (precursor) as that used in the cell 1-A of Example 1 was applied on the fine particle dispersion layer by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. Baking for 1 hour at 200 ° C, 50nm thick
Was obtained.

【0253】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚となる
ようスピンコートした。その後、80℃、30分間の前
乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16μmのスト
ライプ状のマスクパターンを用いて、UV(λ=365
nm)にて16秒間露光した。この時マスクパターン
を、マスク部分が当該基板のITO膜パターンのライン
間に対応するように配置した。その後、有機系現像液
(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現像し、流水
洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥を行
い、ITO膜パターンのライン間に対応したレジスト膜
パターンを得た。続いて、低圧水銀ランプを用い、基板
温度を60℃に保ち、波長254nmにおける光エネル
ギー量が10J/cm2 となるUV強度にてUVアッシ
ング処理を行って、レジスト膜のない部分のポリイミド
を除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジス
トストリップN−320)を用いレジスト膜パターンを
剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、
基板上に、ITO膜のライン間に対応してストライプ状
のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μm)
と、ITO膜のライン間に対応してまったく存在しない
部分(幅16μm)からなるポリイミド膜パターンを得
た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, UV (λ = 365) was obtained using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm.
nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the resist film is developed using an organic developing solution (MFCD-26 manufactured by Zipley Co., Ltd.), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and resist film corresponding to the line between the ITO film patterns. Got the pattern. Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy amount at a wavelength of 254 nm is 10 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus,
A portion (4 μm in width) where a stripe-shaped polyimide film is present on the substrate at a thickness of 50 nm corresponding to between the lines of the ITO film.
And a polyimide film pattern consisting of a portion (width 16 μm) which does not exist at all between the lines of the ITO film.

【0254】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、セル1−Aの場合と同様の方法及び条件に
より一軸配向処理としてラビング処理を施した。ラビン
グ処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ方向と垂直
な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as those for the cell 1-A. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0255】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカの母材中にアンチモンドープのSnOxの超微粒子
(粒径100Å)を重量比50%で添加し分散した固形
分濃度10重量%のエタノール溶液を塗布し、膜厚20
0nmの微粒子分散層を得た。
On the other glass substrate, an ethanol solution having a solid content of 10% by weight was prepared by adding 50% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle diameter 100 °) to a sol-gel type silica base material and dispersing the same. Apply, film thickness 20
A fine particle dispersion layer of 0 nm was obtained.

【0256】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電極
が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような配
置)となるように重ね合わせ、図7に示すような断面構
造のセル(空セル)を作製した。
Subsequently, a spacer having an average particle diameter of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was coated) as a spacer.
And the other substrate is superimposed so that the electrodes of each substrate are orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and a cell having a cross-sectional structure as shown in FIG. Cell).

【0257】セル3−E 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅16μm、隣接ライン間の間隔
4μm)が形成された形成した1.1mm厚の一対のガ
ラス基板を用意した。
Cell 3-E A pair of 1.1 mm-thick glass substrates formed with a stripe-patterned ITO film (about 70 nm in thickness, 16 μm in width of one line, and 4 μm in space between adjacent lines) formed as a transparent electrode. Prepared.

【0258】これらガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカの母材中にアンチモンドープのSnOx超微粒子
(粒径100Å)を重量比30%添加して分散させた固
形分濃度10重量%のエタノール溶液をスピンコート法
により塗布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った
後、200℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は200nm
の微粒子分散層を得た。
An ethanol solution having a solid content of 10% by weight was prepared by adding 30% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle diameter 100 °) to a sol-gel type silica base material and dispersing them in the glass substrate. Coating is performed by a coating method, and then, pre-drying is performed at 80 ° C. for 5 minutes, and then heating and drying is performed at 200 ° C. for 1 hour.
To obtain a fine particle dispersion layer.

【0259】続いて、両方の基板の微粒子分散層に、セ
ル1−Aと同様の方法及び条件により一軸配向処理とし
てラビング処理を施した。
Subsequently, the fine particle dispersion layers of both substrates were subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment in the same manner and under the same conditions as in the cell 1-A.

【0260】次いで、一方の基板(ラビング処理を施し
た側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μ
mのシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電
極が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような
配置)となるように重ね合わせ、セル(空セル)を作製
した。尚、各基板のラビング方向が平行であり且つ同方
向となるように貼り合せを行った。
Next, a spacer having a mean particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on the side subjected to the rubbing treatment) as a spacer.
m silica beads were scattered, and the other substrate was overlapped so that the electrodes of each substrate were orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), thereby producing a cell (empty cell). The substrates were bonded so that the rubbing directions of the substrates were parallel and the same.

【0261】セル3−F 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅16μm、隣接ライン間の間隔
4μm)が形成された形成した1.1mm厚の一対のガ
ラス基板を用意した。
Cell 3-F A pair of 1.1 mm-thick glass substrates formed with a stripe-patterned ITO film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm) as transparent electrodes were formed. Prepared.

【0262】これらガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカの母材中にアンチモンドープのSnOxの超微粒子
(粒径100Å)を重量比で50%添加し分散した固形
分濃度10重量%のエタノール溶液を塗布し、膜厚20
0nmの微粒子分散層を得た。
To these glass substrates, an ethanol solution having a solid content of 10% by weight was added by dispersing 50% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle size: 100 °) in a sol-gel type silica base material at a weight ratio. And a film thickness of 20
A fine particle dispersion layer of 0 nm was obtained.

【0263】続いて、両方の基板の微粒子分散層に、実
施例1のセル1−Aと同様の方法及び条件により一軸配
向処理としてラビング処理を施した。
Subsequently, the fine particle dispersion layers of both substrates were subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in the cell 1-A of Example 1.

【0264】次いで、一方の基板(ラビング処理を施し
た側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μ
mのシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電
極が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような
配置)となるように重ね合わせ、セル(空セル)を作製
した。尚、各基板のラビング方向が平行であり且つ同方
向となるように貼り合せを行った。
Next, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on the side subjected to the rubbing treatment) as a spacer.
m silica beads were scattered, and the other substrate was overlapped so that the electrodes of each substrate were orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), thereby producing a cell (empty cell). The substrates were bonded so that the rubbing directions of the substrates were parallel and the same.

【0265】セル3−G ここでは、図9に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 3-G Here, a cell (empty cell) having the cross-sectional structure shown in FIG. 9 was manufactured.

【0266】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0266] IT of a stripe pattern as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0267】これらガラス基板の夫々に、ゾルゲルタイ
プのシリカの母材中にアンチモンドープのSnOx超微
粒子(粒径100Å)を重量比30%添加し分散させた
固形分濃度10重量%のエタノール溶液をスピンコート
法により塗布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行っ
た後、200℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は200n
mの微粒子分散層を得た。該微粒子分散層上に、実施例
1のセル1−Aで用いたものと同様のポリイミド(前駆
体)をスピンコート法により塗布し、その後、80℃、
5分間の前乾燥を行った後、200℃で1時間加熱焼成
を施し膜厚50nmのポリイミド被膜を得た。
To each of these glass substrates, an ethanol solution having a solid content of 10% by weight was prepared by adding and dispersing 30% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle size: 100 °) in a sol-gel type silica base material. Coating is performed by spin coating, and then pre-drying is performed at 80 ° C. for 5 minutes.
m was obtained. The same polyimide (precursor) as that used in the cell 1-A of Example 1 was applied on the fine particle dispersion layer by a spin coating method.
After pre-drying for 5 minutes, it was heated and baked at 200 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0268】次いで、一方のガラス基板における上記ポ
リイミド膜上に、ポジレジスト(東京応化OFPR−8
00)を約2μm厚となるようスピンコートした。その
後、80℃、30分間の前乾燥を行った後、マスク幅4
μm、間隔16μmのストライプ状のマスクパターンを
用いて、UV(λ=365nm)にて16秒間露光し
た。この時マスクパターンを、マスク部分が当該基板の
ITO膜パターンのライン間に対応するように配置し
た。その後、有機系現像液(ジプレー社製MFCD−2
6)を用いて現像し、流水洗浄を3分間行った後、10
0℃、10分間の乾燥を行い、ITO膜パターンのライ
ン間に対応したレジスト膜パターンを得た。続いて、低
圧水銀ランプを用い、基板温度を60℃に保ち、波長2
54nmにおける光エネルギー量が10J/cm2 とな
るUV強度にてUVアッシング処理を行って、レジスト
膜のない部分のポリイミドを除去した。次いで、剥離液
(ナガセ産業社製 レジストストリップN−320)を
用いレジスト膜パターンを剥離した後、流水洗浄し基板
を乾燥させた。こうして、基板上に、ITO膜のライン
間に対応してストライプ状のポリイミド膜が50nm存
在する部分(幅4μm)と、ITO膜のラインに対応し
てまったく存在しない部分(幅16μm)からなるポリ
イミド膜パターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-8) was formed on the polyimide film on one glass substrate.
00) was spin-coated to a thickness of about 2 μm. Then, after performing pre-drying at 80 ° C. for 30 minutes, the mask width 4
The substrate was exposed to UV (λ = 365 nm) for 16 seconds using a stripe-shaped mask pattern having a thickness of 16 μm and an interval of 16 μm. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, an organic developer (MFCD-2 manufactured by Zipley Co., Ltd.)
After developing using 6) and washing with running water for 3 minutes,
Drying was performed at 0 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film pattern corresponding to between the lines of the ITO film pattern. Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature was kept at 60 ° C., and the wavelength 2
UV ashing was performed at a UV intensity at which the light energy amount at 54 nm was 10 J / cm 2 to remove the polyimide in the portion without the resist film. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. In this manner, the polyimide film is composed of a portion where the stripe-shaped polyimide film exists 50 nm (width 4 μm) corresponding to the space between the ITO film lines and a portion where the polyimide film does not exist at all (width 16 μm) corresponding to the ITO film line. A membrane pattern was obtained.

【0269】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment in the same manner and under the same conditions as those of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0270】他方のガラス基板における上記ポリイミド
膜上に、ポジレジスト(東京応化OFPR−800)を
約2μm厚となるようスピンコートした。その後、80
℃、30分間の前乾燥を行った後、マスク幅4μm、間
隔16μmのストライプ状のマスクパターンを用いて、
UV(λ=365nm)にて16秒間露光した。この時
マスクパターンを、マスク部分が当該基板のITO膜パ
ターンのラインと直交するように配置した。その後、有
機系現像液(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現
像し、流水洗浄を3分間行った後、100℃、10分間
の乾燥を行い、ライン幅4μm、ライン間隔16μmの
レジスト膜パターンを得た。続いて、低圧水銀ランプを
用い、基板温度を60℃に保ち、波長254nmにおけ
る光エネルギー量が10J/cm2 となるUV強度にて
UVアッシング処理を行って、レジスト膜のない部分の
ポリイミドを除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社
製レジストストリップN−320)を用いレジスト膜パ
ターンを剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こ
うして、基板上に、ITO膜のラインに直交したストラ
イプ状のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μ
m)と、まったく存在しない部分(幅16μm)からな
るポリイミド膜パターンを得た。
A positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the other glass substrate to a thickness of about 2 μm. Then 80
After pre-drying at 30 ° C. for 30 minutes, using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm,
Exposure was performed for 16 seconds with UV (λ = 365 nm). At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion was orthogonal to the line of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the resist film pattern was developed using an organic developing solution (MFCD-26 manufactured by Ziprey Co., Ltd.), washed with running water for 3 minutes, and dried at 100 ° C. for 10 minutes to form a resist film pattern having a line width of 4 μm and a line interval of 16 μm. I got Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 10 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus, a portion (4 μm in width) where a stripe-shaped polyimide film perpendicular to the ITO film line exists on the substrate at a thickness of 50 nm.
m) and a portion (16 μm in width) that does not exist at all.

【0271】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、セル1−Aの場合と同様の方法及び条件に
より一軸配向処理としてラビング処理を施した。ラビン
グ処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ方向と垂直
な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment in the same manner and under the same conditions as those for the cell 1-A. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0272】一方の基板上(最初の基板)スペーサーと
して、平均粒径2.0μmのシリカビーズを散布し、他
方の基板を、各基板の電極が直交しマトリックス電極配
置(図11に示すような配置)となり、且つ両基板上の
ポリイミド膜パターンのライン部が完全に対向し、ポリ
イミド膜におけるラビング方向が同一になるように、位
置合わせを行い貼り合せ、図9に示すような断面構造の
セル(空セル)を作製した。
As spacers on one substrate (first substrate), silica beads having an average particle size of 2.0 μm were scattered, and the other substrate was placed on a matrix electrode arrangement in which the electrodes of each substrate were orthogonal to each other (as shown in FIG. 11). Position) and the polyimide film pattern line portions on both substrates are completely opposed to each other so that the rubbing directions in the polyimide film are the same, and they are bonded together. (Empty cell) was prepared.

【0273】セル3−H ここでは、図9に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 3-H Here, a cell (empty cell) having the cross-sectional structure shown in FIG. 9 was manufactured.

【0274】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0274] IT of a stripe pattern as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0275】これらガラス基板の夫々に、ゾルゲルタイ
プのシリカの母材中にアンチモンドープのSnOxの超
微粒子(粒径100Å)を重量比50%添加し分散させ
た固形分濃度10重量%のエタノール溶液をスピンコー
ト法により塗布し、膜厚200nmの微粒子分散層を得
た。該微粒子分散層上に、実施例1のセル1−Aで用い
たものと同様のポリイミド(前駆体)をスピンコート法
により塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥を行っ
た後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmの
ポリイミド被膜を得た。
Each of these glass substrates was added with 50% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle diameter: 100 °) in a sol-gel type silica base material and dispersed in ethanol solution having a solid concentration of 10% by weight. Was applied by spin coating to obtain a fine particle dispersion layer having a thickness of 200 nm. The same polyimide (precursor) as that used in the cell 1-A of Example 1 was applied on the fine particle dispersion layer by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. The resultant was baked at 200 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0276】次いで、一方のガラス基板における上記ポ
リイミド膜上に、ポジレジスト(東京応化OFPR−8
00)を約2μm厚となるようスピンコートした。その
後、80℃、30分間の前乾燥を行った後、マスク幅4
μm、間隔16μmのストライプ状のマスクパターンを
用いて、UV(λ=365nm)にて16秒間露光し
た。この時マスクパターンを、マスク部分が当該基板の
ITO膜パターンのライン間に対応するように配置し
た。その後、有機系現像液(ジプレー社製MFCD−2
6)を用いて現像し、流水洗浄を3分間行った後、10
0℃、10分間の乾燥を行い、ITO膜パターンのライ
ン間に対応したレジスト膜パターンを得た。続いて、低
圧水銀ランプを用い、基板温度を60℃に保ち、波長2
54nmにおける光エネルギー量が10J/cm2 とな
るUV強度にてUVアッシング処理を行って、レジスト
膜のない部分のポリイミドを除去した。次いで、剥離液
(ナガセ産業社製 レジストストリップN−320)を
用いレジスト膜パターンを剥離した後、流水洗浄し基板
を乾燥させた。こうして、基板上に、ITO膜のライン
間に対応してストライプ状のポリイミド膜が50nm存
在する部分(幅4μm)と、ITO膜のラインに対応し
てまったく存在しない部分(幅16μm)からなるポリ
イミド膜パターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-8) was formed on the polyimide film on one glass substrate.
00) was spin-coated to a thickness of about 2 μm. Then, after performing pre-drying at 80 ° C. for 30 minutes, the mask width 4
The substrate was exposed to UV (λ = 365 nm) for 16 seconds using a stripe-shaped mask pattern having a thickness of 16 μm and an interval of 16 μm. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, an organic developer (MFCD-2 manufactured by Zipley Co., Ltd.)
After developing using 6) and washing with running water for 3 minutes,
Drying was performed at 0 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film pattern corresponding to between the lines of the ITO film pattern. Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature was kept at 60 ° C., and the wavelength 2
UV ashing was performed at a UV intensity at which the light energy amount at 54 nm was 10 J / cm 2 to remove the polyimide in the portion without the resist film. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. In this manner, the polyimide film is composed of a portion where the stripe-shaped polyimide film exists 50 nm (width 4 μm) corresponding to the space between the ITO film lines and a portion where the polyimide film does not exist at all (width 16 μm) corresponding to the ITO film line. A membrane pattern was obtained.

【0277】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as those of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0278】他方のガラス基板における上記ポリイミド
膜上に、ポジレジスト(東京応化OFPR−800)を
約2μm厚となるようスピンコートした。その後、80
℃、30分間の前乾燥を行った後、マスク幅4μm、間
隔16μmのストライプ状のマスクパターンを用いて、
UV(λ=365nm)にて16秒間露光した。この時
マスクパターンを、マスク部分が当該基板のITO膜パ
ターンのライン間と直交するように配置した。その後、
有機系現像液(ジプレー社製MFCD−26)を用いて
現像し、流水洗浄を3分間行った後、100℃、10分
間の乾燥を行い、ライン幅4μm、ライン間隔16μm
のレジスト膜パターンを得た。続いて、低圧水銀ランプ
を用い、基板温度を60℃に保ち、波長254nmにお
ける光エネルギー量が10J/cm2 となるUV強度に
てUVアッシング処理を行って、レジスト膜のない部分
のポリイミドを除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業
社製 レジストストリップN−320)を用いレジスト
膜パターンを剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させ
た。こうして、基板上に、ITO膜のラインに直交した
ストライプ状のポリイミド膜が50nm存在する部分
(幅4μm)と、まったく存在しない部分(幅16μ
m)からなるポリイミド膜パターンを得た。
A positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the other glass substrate to a thickness of about 2 μm. Then 80
After pre-drying at 30 ° C. for 30 minutes, using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm,
Exposure was performed for 16 seconds with UV (λ = 365 nm). At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion was orthogonal to the line between the lines of the ITO film pattern on the substrate. afterwards,
Developed using an organic developer (MFCD-26 manufactured by Ziprey), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, line width 4 μm, line interval 16 μm
Was obtained. Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 10 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus, a portion where the stripe-shaped polyimide film orthogonal to the line of the ITO film exists on the substrate (width 4 μm) and a portion where the polyimide film does not exist at all (width 16 μm)
m) was obtained.

【0279】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as those of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0280】一方の基板上(最初の基板)にスペーサー
として、平均粒径2.0μmのシリカビーズを散布し、
他方の基板を、各基板の電極が直交しマトリックス電極
配置(図11に示すような配置)となり、且つ両基板上
のポリイミド膜パターンのライン部が完全に対向し、ポ
リイミド膜におけるラビング方向が同一になるように、
位置合わせを行い貼り合せ、図9に示すような断面構造
のセル(空セル)を作製した。
On one substrate (first substrate), silica beads having an average particle size of 2.0 μm were sprayed as spacers.
On the other substrate, the electrodes of each substrate are orthogonal to each other, forming a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and the line portions of the polyimide film pattern on both substrates are completely opposed, and the rubbing directions in the polyimide film are the same. So that
After positioning and bonding, a cell (empty cell) having a sectional structure as shown in FIG. 9 was produced.

【0281】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における微粒子分散膜
の合計膜厚は400nmであった。
The total thickness of the fine particle dispersed film in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 400 nm.

【0282】尚、セル3−B〜3−Hのサイズは2.5
cm×3.5cmとした(セル3−C,3−D,3−G
では、ポリイミド膜のラインと一致するITO膜のスト
ライプ方向での辺を2.5cmとする)。
The size of the cells 3-B to 3-H is 2.5
cm × 3.5 cm (cells 3-C, 3-D, 3-G
In this case, the side in the stripe direction of the ITO film which coincides with the line of the polyimide film is 2.5 cm).

【0283】また、実施例1で作製したセル1−Aと本
実施例3で作製したセル3−B〜3−Hの実駆動領域
(両基板の電極の交差部)において、液晶に接する基板
面となる、各層の表面粗さについて測定を行った。測定
は、ガラス基板又はITO膜上にセルA〜Iにおける上
記層と同様の条件で1800Åの膜を形成し、原子間力
顕微鏡(NanoScopeIIIa AFM Dim
ension 3000ユニット/Digital I
nstrument社製、探針としてオリンパス光学社
製のSiカンチレバーを使用)により、走査範囲3.0
μm×3.0μmについて行った。走査速度は0.8H
z、測定環境は室温、大気中とした。
In the actual driving region (intersection of the electrodes of both substrates) of the cell 1-A manufactured in Example 1 and the cells 3-B to 3-H manufactured in Example 3, The surface roughness of each layer serving as a surface was measured. The measurement was performed by forming a film of 1800 ° on a glass substrate or an ITO film under the same conditions as those of the above layers in the cells A to I, and using an atomic force microscope (NanoScope IIIa AFM Dim).
extension 3000 units / Digital I
scanning range 3.0 using a probe made of Olympus Optical Co., Ltd.
The measurement was performed for μm × 3.0 μm. Scan speed is 0.8H
z, the measurement environment was room temperature and air.

【0284】結果を下記表5に示す。The results are shown in Table 5 below.

【0285】[0285]

【表5】 [Table 5]

【0286】また、ゾルゲルタイプのシリカ層上に形成
したポリイミド膜(5nm)の表面においてはRa=
0.39(nm)、Rms=0.49(nm)、表面粗
度:0.165%であり、微粒子分散層(50%添加)
上に形成したポリイミド膜(5nm)の表面においては
Ra=1.61(nm)、Rms=2.22(nm)、
表面粗度3.53%であり3−C、3−E、3−Gにお
ける微粒子分散層の露出した表面においてはRa=2.
57(nm)、Rms=3.30(nm)、表面粗度
5.514%であった。
On the surface of the polyimide film (5 nm) formed on the sol-gel type silica layer, Ra =
0.39 (nm), Rms = 0.49 (nm), surface roughness: 0.165%, fine particle dispersion layer (50% added)
On the surface of the polyimide film (5 nm) formed above, Ra = 1.61 (nm), Rms = 2.22 (nm),
The surface roughness was 3.53%, and the exposed surface of the fine particle dispersion layer in 3-C, 3-E and 3-G was Ra = 2.
57 (nm), Rms = 3.30 (nm), and surface roughness 5.514%.

【0287】上記に示したプロセスで作製した各セル3
−B〜3−Hと実施例1のセル1−Aに液晶組成物LC
−1を等方相の温度にて注入し、液晶をカイラルスメク
チック液晶相を示す温度まで冷却し、双安定性を示すカ
イラルスメクチック液晶素子サンプル1−A、3−B〜
3−Hを作製した。この冷却の過程を偏光顕微鏡内で観
察したところ、セル3−C,3−D,3−G,3−Hで
は、スメクチックA相への転移温度付近から図3を示す
ようなバトネの発生、成長による配向状態の形成過程が
観察された。
Each cell 3 manufactured by the process described above
-B to 3-H and liquid crystal composition LC in cell 1-A of Example 1
-1 is injected at a temperature of an isotropic phase, the liquid crystal is cooled to a temperature at which a chiral smectic liquid crystal phase is exhibited, and chiral smectic liquid crystal element samples 1-A, 3-B to exhibit bistability are obtained.
3-H was produced. Observation of this cooling process in a polarizing microscope revealed that, in the cells 3-C, 3-D, 3-G, and 3-H, the generation of batone as shown in FIG. 3 near the transition temperature to the smectic A phase, The formation process of the orientation state by growth was observed.

【0288】これらサンプルに対して、1)配向均一性
の評価、2)M2マージン(M2)、3)表示焼き付き
の評価を行った。
For these samples, 1) evaluation of alignment uniformity, 2) M2 margin (M2), and 3) evaluation of display burn-in were performed.

【0289】1)配向均一性の評価 液晶素子にカイラルスメクチック相の状態で電圧を印加
して、カイラルスメクチック液晶を一方の状態にスイッ
チングさせ、偏光顕微鏡により目視観測によって、配向
均一性の評価を行った。結果を表6に示す。
1) Evaluation of alignment uniformity A voltage was applied to the liquid crystal element in a chiral smectic phase state to switch the chiral smectic liquid crystal to one state, and the alignment uniformity was evaluated by visual observation with a polarizing microscope. Was. Table 6 shows the results.

【0290】[0290]

【表6】 [Table 6]

【0291】2)M2マージン(M2)の測定 M2マージンの測定方法を説明する。まず、クロスニコ
ルに配置された偏光板間にセルを設置し、図12に示す
駆動波形(Vop=20V、1/3.3バイアス、1/
1000デューティー)を用いて、M2マージンの測定
を行った、印加パルス波形の長さΔtを変化させながら
暗状態(黒表示)と明状態(白表示)をそれぞれ書込
み、明、暗それぞれの状態を書き込める印加パルスの波
形の長さΔtの範囲が図15の様になった場合におい
て、駆動マージンパラメータをM2=(Δt4−Δt
1)/(Δt4+Δt1)とし、上記サンプル1−A、
2−B〜2−Hについて温度を数点振ってM2マージン
を評価した。
2) Measurement of M2 Margin (M2) A method of measuring the M2 margin will be described. First, a cell was installed between polarizing plates arranged in crossed Nicols, and a driving waveform (Vop = 20 V, 1 / 3.3 bias, 1 /
The M2 margin was measured using (1000 duty). The dark state (black display) and the bright state (white display) were written while changing the length Δt of the applied pulse waveform, and the bright and dark states were changed. In a case where the range of the length Δt of the waveform of the applied pulse in which writing can be performed is as shown in FIG.
1) / (Δt4 + Δt1), and the above sample 1-A,
With respect to 2-B to 2-H, the temperature was changed at several points, and the M2 margin was evaluated.

【0292】結果を下記表7に示す。The results are shown in Table 7 below.

【0293】また素子サンプル3−E、3−Fは全面ラ
ンダム配向であったため駆動マージンは測定不能であっ
た。
Further, since the device samples 3-E and 3-F were all randomly oriented, the drive margin could not be measured.

【0294】[0294]

【表7】 [Table 7]

【0295】この結果から、素子サンプル1−A、3−
Bについては、室温以上におけるM2マージンは大きい
ものの、低温側での駆動マージンが著しく悪くなってい
ることがわかる。これは低温側での反電場の影響による
ものと予測される。
From these results, it was found that the device samples 1-A and 3-
As for B, although the M2 margin at room temperature or higher is large, the driving margin on the low temperature side is significantly deteriorated. This is expected to be due to the effect of the anti-electric field on the low temperature side.

【0296】一方、素子サンプル3−C、3−D、3−
G、3−Hは実駆動領域にはポリイミド膜が存在しない
ため反電場の影響が少なく、低温側でのM2マージンは
室温とほぼ同等の値を示している。
On the other hand, element samples 3-C, 3-D, 3-
For G and 3-H, since no polyimide film exists in the actual driving region, the influence of the anti-electric field is small, and the M2 margin on the low temperature side shows a value almost equal to that of room temperature.

【0297】このように、基板に一軸配向規制力を有す
る配向制御層(ポリイミド膜)が存在する部分及び該配
向層が存在しない部分とを混在させ、該配向制御層の部
分に接する液晶領域から配向状態を形成して均一な配向
性を得て、更に液晶の実駆動領域においてかかる一軸配
向規制力を有する配向制御層を存在させないことによ
り、良好な駆動マージン特性を実現することができるこ
とが証明された。
As described above, the portion where the alignment control layer (polyimide film) having the uniaxial alignment control force exists on the substrate and the portion where the alignment layer does not exist are mixed, and the liquid crystal region in contact with the portion of the alignment control layer is removed. Proven that good driving margin characteristics can be realized by forming an alignment state to obtain uniform alignment and by eliminating the alignment control layer having the uniaxial alignment regulating force in the actual driving region of the liquid crystal. Was done.

【0298】3)表示焼き付きの評価 素子サンプル1−A、3−B〜3D、3−G〜3−Hに
ついて、図13に示す駆動波形を用いて、黒表示、白表
示のストライプパターンを表示させ、30℃にて100
0時間連続して同一パターンを表示させた後に、上記
2)と同様の方法及び条件によりセル全体が白黒書き分
けられる駆動条件(M2マージン)の測定を行った。こ
の1000時間後のM2マージンの値と焼き付き実験前
(同一パターン表示前)のM2マージンの値との比をと
って、1000時間後のマージン保存率とした。なお、
この保存率の測定温度は30℃とした。結果を下記表8
に示す。
3) Evaluation of display burn-in For element samples 1-A, 3-B to 3D, and 3-G to 3-H, stripe patterns of black display and white display are displayed using the driving waveforms shown in FIG. At 30 ° C for 100
After displaying the same pattern continuously for 0 hours, a driving condition (M2 margin) in which the entire cell was written in black and white was measured by the same method and under the same conditions as in the above 2). The ratio between the value of the M2 margin after 1000 hours and the value of the M2 margin before the burn-in test (before displaying the same pattern) was taken as the margin conservation rate after 1000 hours. In addition,
The measurement temperature of the storage rate was 30 ° C. The results are shown in Table 8 below.
Shown in

【0299】[0299]

【表8】 [Table 8]

【0300】この結果から、マージン保存率はポリイミ
ドの膜厚に反比例した関係となっており、実駆動領域に
おいてポリイミドの存在しない素子サンプル3−C、3
−D、3−G、3−Hについては、非常に高いマージン
保存率、即ち焼き付き減少が抑制され駆動特性の劣化が
ない性能を示す。特に、実駆動領域において液晶に接す
る層が導電性の酸化物超微粒子からなる素子サンプル
は、微小な表面凹凸の効果ににより非常に高いマージン
保存率を示すことがわかる。また、素子サンプル1−A
及び3−Bは、同じポリイミド膜厚でも微小な表面凹凸
の存在する層を有する素子サンプル3−Bの方が高いマ
ージン保存率を示している。
From these results, it can be seen that the margin preservation ratio is inversely proportional to the thickness of the polyimide film.
-D, 3-G, and 3-H exhibit very high margin preservation rates, that is, performance in which burn-in reduction is suppressed and drive characteristics are not deteriorated. In particular, it can be seen that the element sample in which the layer in contact with the liquid crystal in the actual driving region is made of conductive ultrafine oxide particles exhibits a very high margin preservation rate due to the effect of minute surface irregularities. Also, element sample 1-A
3 and 3B show that the element sample 3-B having a layer having minute surface irregularities even with the same polyimide film thickness has a higher margin preservation rate.

【0301】(実施例4)本実施例で使用するセル(単
純マトリクスタイプのセル)を以下の如く作製した。
Example 4 A cell (simple matrix type cell) used in this example was manufactured as follows.

【0302】セル4−B 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅16μm、隣接ライン間の間隔
4μm)が形成された形成した1.1mm厚の一対のガ
ラス基板を用意した。
Cell 4-B A pair of 1.1 mm-thick glass substrates each having a stripe-patterned ITO film (about 70 nm in thickness, 16 μm in width of one line, and 4 μm in space between adjacent lines) formed as transparent electrodes were used. Prepared.

【0303】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピードコート法により塗
布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、20
0℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を
得た。該シリカ層上に、ポリイミド前駆体(LP64、
東レ社製)のNMP/nBC=1/2溶液をスピンコー
ト法により塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥を
行った後、300℃で1時間加熱焼成を施し膜厚5nm
のポリイミド被膜を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one side of this glass substrate by a speed coat method, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes.
The coating was dried by heating at 0 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, a polyimide precursor (LP64,
An NMP / nBC = 1/2 solution (manufactured by Toray Industries, Inc.) is applied by a spin coating method, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes, and then baked at 300 ° C. for 1 hour to form a film having a thickness of 5 nm.
Was obtained.

【0304】続いて、当該基板上のポリイミドに対し
て、実施例1のセル1−Aにおけるポリイミド膜に対す
る場合と同様の方法及び条件で一軸配向処理としてラビ
ング処理を施した。
Subsequently, the polyimide on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment under the same method and conditions as those for the polyimide film in the cell 1-A of Example 1.

【0305】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し
た。その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚3nmのシリカ層を得
た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating. Then, after pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes,
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm.

【0306】続いて、一方の基板(ポリイミドを塗布し
た側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μ
mのシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電
極が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような
配置)となるように重ね合わせ、セル(空セル)を作製
した。
Subsequently, a spacer having an average particle diameter of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was applied) as a spacer.
m silica beads were scattered, and the other substrate was overlapped so that the electrodes of each substrate were orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), thereby producing a cell (empty cell).

【0307】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層とポリイミド膜)の合計膜厚は11nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer and polyimide film) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 11 nm.

【0308】セル4−C ここでは、図7に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 4-C Here, a cell (empty cell) having the sectional structure shown in FIG. 7 was prepared.

【0309】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
As a transparent electrode, a stripe pattern IT
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0310】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、セル1−Aで用いたものと同様の
ポリイミド(前駆体)をスピンコート法により塗布し、
その後、80℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃
で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポリイミド被膜
を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one of the glass substrates by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. Onto the silica layer, the same polyimide (precursor) as used in Cell 1-A was applied by spin coating.
Then, after pre-drying at 80 ° C for 5 minutes,
For 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0311】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚となる
ようスピンコートした。その後、80℃、30分間の前
乾燥を行った後、マスク幅4μm、開口部16μm×1
6μmの格子状のマスクパターンを用いて、UV(λ=
365nm)にて16秒間露光した。この時マスクパタ
ーンを、マスク部分が当該基板のITO膜パターンのラ
イン間に対応するように配置した。その後、有機系現像
液(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現像し、流
水洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥を
行ない、格子状であり一方の辺がITO膜パターンのラ
イン間に対応したレジスト膜パターンを得た。続いて、
低圧水銀ランプを用い、基板温度を60℃に保ち、波長
254nmにおけるエネルギー光量が10J/cm2
なるUV強度にてUVアッシング処理を行って、レジス
ト膜のない部分のポリイミドを除去した。次いで、剥離
液(ナガセ産業社製 レジストスリップN−320)を
用いレジスト膜パターンを剥離した後、流水洗浄し基板
を乾燥させた。こうして、基板上に、少なくとも一辺が
ITO膜のライン間に対応した格子状のポリイミド膜が
50nm存在する部分(幅4μm)と、ITO膜のライ
ンに対応してまったく存在しない部分(幅16μm)か
らなるポリイミド膜パターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, the mask width was 4 μm and the opening was 16 μm × 1.
Using a 6 μm lattice-like mask pattern, UV (λ =
(365 nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the film is developed using an organic developing solution (MFCD-26 manufactured by Ziprey), washed with running water for 3 minutes, and then dried at 100 ° C. for 10 minutes to form a lattice-like one side with an ITO film pattern. A resist film pattern corresponding to the interval between the lines was obtained. continue,
Using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature was maintained at 60 ° C., and UV ashing was performed at a UV intensity at which the amount of energy at a wavelength of 254 nm was 10 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. Next, the resist film pattern was stripped using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist slip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. In this way, a portion (width 4 μm) where the lattice-like polyimide film having at least one side corresponding to the line between the ITO films exists on the substrate (a width 4 μm) and a portion (width 16 μm) where the polyimide film does not exist at all corresponding to the lines of the ITO film A polyimide film pattern was obtained.

【0312】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件で一軸配向処理としてラビング処理を施した。
ラビング処理の方向は、同基板の電極のストライプ方向
と垂直な方向設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment under the same method and conditions as in the case of the cell 1-A of Example 1.
The direction of the rubbing treatment was set perpendicular to the stripe direction of the electrodes on the substrate.

【0313】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し
た。その後、80℃5分間の前乾燥を行った。200℃
1時間加熱乾燥を施し、膜厚3nmのシリカ層を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating. Thereafter, pre-drying was performed at 80 ° C. for 5 minutes. 200 ° C
Heat drying was performed for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm.

【0314】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布した。このポリイミド膜パターン
を有する基板と他方の基板を、互いの電極が直交しマト
リックス電極配置(図11に示すような配置)となり、
他方の基板の電極間が、対向側の格子状のポリイミド膜
パターンにおける一方の辺(ポリイミド膜パターンを有
する基板の電極と垂直な方向)に対応するように対向さ
せ、図7に示すような断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was coated) as a spacer.
Of silica beads were sprayed. The substrate having the polyimide film pattern and the other substrate are arranged in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11) in which the electrodes are orthogonal to each other,
The electrodes of the other substrate are opposed to each other so as to correspond to one side (a direction perpendicular to the electrodes of the substrate having the polyimide film pattern) of the lattice-like polyimide film pattern on the opposite side, and a cross section as shown in FIG. A cell (empty cell) having the structure was manufactured.

【0315】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層)の合計膜厚は6nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 6 nm.

【0316】セル4−D ここでは、図7に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 4-D Here, a cell (empty cell) having the cross-sectional structure shown in FIG. 7 was prepared.

【0317】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0317] IT of a stripe pattern as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0318】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、セル4−Bで用いたものと同様の
ポリイミド(前駆体)をスピンコート法により塗布し、
その後、80℃、5分間の前乾燥を行った後、300℃
で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポリイミド被膜
を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one of the glass substrates by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, the same polyimide (precursor) as used in Cell 4-B was applied by spin coating.
Then, after pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes,
For 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0319】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚となる
ようにスピンコートした。その後、80℃、30分間の
前乾燥を行った後、マスク幅4μm、開口部16μm×
16μmの格子状のマスクパターンを用いて、UV(λ
=365nm)にて16秒間露光した。この時マスクパ
ターンを、一方向のマスク部分が当該基板のITO膜パ
ターンのライン間に対応するように配置した。その後、
有機系現像液(ジプレー社製MFCD−26)を用いて
現像し、流水洗浄を3分間行った後、100℃、10分
間の乾燥を行い、格子状であり一方の辺がITO膜パタ
ーンのライン間に対応したレジスト膜パターンを得た。
続いて、低圧水銀ランプを用い、基板温度を60℃に保
ち、波長254nmにおけるエネルギー光量が12J/
cm2 となるUV強度にてUVアッシング処理を行っ
て、レジスト膜のない部分のポリイミドを除去した。次
いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジストストリップN
−320)を用いレジスト膜パターンを剥離した後、流
水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、基板上に、少な
くともITO膜のライン間に対応した格子状のストライ
プ状のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μ
m)と、ITO膜のラインに対応してまったく存在しな
い部分(幅16μm)からなるポリイミド膜パターンを
得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film so as to have a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, the mask width was 4 μm and the opening was 16 μm ×
Using a 16 μm lattice-like mask pattern, UV (λ
= 365 nm) for 16 seconds. At this time, the mask patterns were arranged such that the mask portions in one direction corresponded to the lines of the ITO film pattern on the substrate. afterwards,
Developed using an organic developer (MFCD-26 manufactured by Ziprey Co.), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and formed a grid-like shape, one side of which is a line of an ITO film pattern. A corresponding resist film pattern was obtained.
Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature was maintained at 60 ° C., and the amount of energy at a wavelength of 254 nm was 12 J /
UV ashing was performed at a UV intensity of 2 cm 2 to remove the polyimide in the portion without the resist film. Next, remover (Resist Strip N manufactured by Nagase & Co., Ltd.)
After stripping the resist film pattern using -320), the substrate was washed with running water and dried. Thus, a portion (4 μm in width) where at least a 50-nm lattice-like stripe-like polyimide film corresponding to at least the space between the lines of the ITO film exists on the substrate.
m) and a polyimide film pattern consisting of a portion (width 16 μm) that does not exist at all corresponding to the line of the ITO film.

【0320】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件で一軸配向処理としてラビング処理を施した。
ラビング処理の方向は、同基板の電極のストライプ方向
に垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment under the same method and conditions as in the case of the cell 1-A of Example 1.
The direction of the rubbing treatment was set to a direction perpendicular to the stripe direction of the electrodes on the substrate.

【0321】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し
た。その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚3nmのシリカ層を得
た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating. Then, after pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes,
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm.

【0322】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布した。このポリイミド膜パターン
を有する基板と他方の基板を、互いの電極が直交しマト
リックス電極配置(図11に示すような配置)となり、
他方の基板の電極間が、対向側の格子状のポリイミド膜
パターンにおける一方の辺(ポリイミド膜パターンを有
する基板の電極と垂直な方向)に対応するように対向さ
せ、図7に示すような断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was applied) as a spacer.
Of silica beads were sprayed. The substrate having the polyimide film pattern and the other substrate are arranged in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11) in which the electrodes are orthogonal to each other,
The electrodes of the other substrate are opposed to each other so as to correspond to one side (a direction perpendicular to the electrodes of the substrate having the polyimide film pattern) of the lattice-like polyimide film pattern on the opposite side, and a cross section as shown in FIG. A cell (empty cell) having the structure was manufactured.

【0323】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層)の合計膜厚は6nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 6 nm.

【0324】セル4−F ここでは、図9に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 4-F Here, a cell (empty cell) having a sectional structure shown in FIG. 9 was prepared.

【0325】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0325] Striped pattern IT as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0326】これらガラス基板の両方に、ゾルゲルタイ
プのシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗
布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、20
0℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を
得た。該シリカ層上に、セル4−Bで用いたものと同様
のポリイミド(前駆体)をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃、5分間の前乾燥を行った後、30
0℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポリイミド
被膜を得た。
A sol-gel type ethanol solution of silica was applied to both of these glass substrates by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, followed by 20 minutes.
The coating was dried by heating at 0 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, the same polyimide (precursor) as that used in Cell 4-B was applied by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was baked at 0 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0327】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚となる
ようにスピンコートした。その後、80℃、30分間の
前乾燥を行った後、マスク幅4μm、開口部16μm×
16μmの格子状のマスクパターンを用いて、UV(λ
=365nm)にて16秒間露光した。この時マスクパ
ターンを、マスク部分が当該基板のITO膜パターンの
ライン間に対応するように配置した。その後、有機系現
像液(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現像し、
流水洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥
を行い、格子状であり一方の辺がITO膜パターンのラ
イン間に対応したレジスト膜パターンを得た。続いて、
低圧水銀ランプを用い、基板温度を60℃に保ち、波長
254nmにおけるエネルギー光量が12J/cm2
なるUV強度にてUVアッシング処理を行なって、レジ
スト膜のない部分のポリイミドを除去した。次いで、剥
離液(ナガセ産業社製 レジストストリップN−32
0)を用いレジスト膜パターンを剥離した後、流水洗浄
し基板を乾燥させた。こうして、基板上に、一辺がIT
O膜のライン間に対応した格子状のポリイミド膜が50
nm存在する部分(幅4μm)と、ITO膜のラインに
対応してまったく存在しない部分(幅16μm)からな
るポリイミド膜パターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film so as to have a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, the mask width was 4 μm and the opening was 16 μm ×
Using a 16 μm lattice-like mask pattern, UV (λ
= 365 nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Then, it develops using an organic developing solution (MFCD-26 made by Zipley),
After washing with running water for 3 minutes, drying was performed at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a resist film pattern having a lattice shape and one side corresponding to the space between the lines of the ITO film pattern. continue,
Using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature was maintained at 60 ° C., and UV ashing was performed at a UV intensity at which the amount of energy at a wavelength of 254 nm was 12 J / cm 2 , thereby removing a portion of the polyimide having no resist film. Next, a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-32)
After the resist film pattern was peeled off using 0), the substrate was washed with running water and dried. Thus, on the substrate, one side is IT
50 grid-like polyimide films corresponding to between O film lines
A polyimide film pattern consisting of a portion having a thickness of 4 nm (width 4 μm) and a portion not having a thickness (width 16 μm) corresponding to the line of the ITO film was obtained.

【0328】続いて、一対の基板の夫々のポリイミド膜
パターンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様
の方法及び条件により一軸配向処理としてラビング処理
を施した。ラビング処理の方向は、一方の基板ではIT
O膜パターンのストライプ方向、他方の基板ではITO
膜のストライプに対し垂直方向に設定した。
Subsequently, a rubbing treatment was applied to each of the polyimide film patterns of the pair of substrates as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as those of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment is as follows:
O film pattern stripe direction, the other substrate is ITO
The direction was set perpendicular to the film stripe.

【0329】一方の基板上にスペーサーとして、平均粒
径2.0μmのシリカビーズを散布し、他方の基板を、
格子状のポリイミド膜パターンのライン部が完全に対向
し、ポリイミド膜におけるラビング方向が同一になるよ
うに、位置合わせを行い貼り合わせ、図9に示すような
断面構造のセル(空セル)を作製した。
On one substrate, silica beads having an average particle size of 2.0 μm were dispersed as spacers, and the other substrate was
Positioning and bonding are performed so that the lines of the grid-like polyimide film pattern completely face each other, and the rubbing direction in the polyimide film is the same, thereby producing a cell (empty cell) having a cross-sectional structure as shown in FIG. did.

【0330】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層)の合計膜厚は6nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 6 nm.

【0331】セル4−G ここでは、図9に示す断面構造のセル(空セル)を作製
した。
Cell 4-G Here, a cell (empty cell) having a sectional structure shown in FIG. 9 was produced.

【0332】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0332] IT of a stripe pattern as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0333】これらガラス基板の両方に、ゾルゲルタイ
プのシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗
布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、20
0℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を
得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to both of these glass substrates by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes.
The coating was dried by heating at 0 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm.

【0334】続いて、一方の基板では、該シリカ層上
に、セル4−Bで用いたものと同様のポリイミド(前駆
体)をスピンコート法により塗布し、その後、80℃、
5分間の前乾燥を行った後、300℃で1時間加熱焼成
を施し膜厚50nmのポリイミド被膜を得た。また、他
方の基板では、該シリカ層上に、実施例1のセル1−A
で用いたものと同様のポリイミド(前駆体)をスピンコ
ート法により塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥
を行った後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50
nmのポリイミド被膜を得た。
Subsequently, on one of the substrates, the same polyimide (precursor) as that used in Cell 4-B was applied on the silica layer by spin coating, and then applied at 80 ° C.
After pre-drying for 5 minutes, it was heated and baked at 300 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm. On the other substrate, the cell 1-A of Example 1 was placed on the silica layer.
The same polyimide (precursor) as that used in the above was applied by spin coating, then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes, and then baked at 200 ° C. for 1 hour to form a film having a thickness of 50
nm of a polyimide coating was obtained.

【0335】次いで、両基板のポリイミド膜上に、ポジ
レジスト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚と
なるようにスピンコートした。その後、80℃、30分
間の前乾燥を行った後、マスク幅4μm、開口部16μ
m×16μmの格子状のマスクパターンを用いて、UV
(λ=365nm)にて16秒間露光した。この時マス
クパターンを、マスク部分が当該基板のITO膜パター
ンのライン間に対応するように配置した。その後、有機
系現像液(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現像
し、流水洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の
乾燥を行い、格子状であり一方の辺がITO膜パターン
のライン間に対応したレジスト膜パターンを得た。続い
て、低圧水銀ランプを用い、基板温度を60℃に保ち、
波長254nmにおけるエネルギー光量がセル4−Bで
用いたポリイミドについては12J/cm2 、セル1−
Aで用いたポリイミドについては10J/cm2 となる
UV強度にてUVアッシング処理を行って、レジスト膜
のない部分のポリイミドを除去した。次いで、剥離液
(ナガセ産業社製 レジストストリップN−320)を
用いレジスト膜パターンを剥離した後、流水洗浄し基板
を乾燥させた。こうして、基板上に、一辺がITO膜の
ライン間に対応した格子状のポリイミド膜が50nm存
在する部分(幅4μm)と、ITO膜のラインに対応し
てまったく存在しない部分(幅16μm)からなるポリ
イミド膜パターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide films of both substrates to a thickness of about 2 μm. Then, after performing pre-drying at 80 ° C. for 30 minutes, the mask width is 4 μm and the opening is 16 μm.
UV using a grid-shaped mask pattern of m × 16 μm
(Λ = 365 nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the film was developed using an organic developer (MFCD-26 manufactured by Ziprey), washed with running water for 3 minutes, and then dried at 100 ° C. for 10 minutes to form an ITO film pattern having a lattice shape on one side. A resist film pattern corresponding to the interval between the lines was obtained. Subsequently, using a low-pressure mercury lamp, the substrate temperature was maintained at 60 ° C.
The amount of energy at a wavelength of 254 nm was 12 J / cm 2 for polyimide used in cell 4-B, and
The polyimide used in A was subjected to UV ashing at a UV intensity of 10 J / cm 2 to remove a portion of the polyimide having no resist film. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus, on the substrate, there are a portion (width 4 μm) where the lattice-like polyimide film whose one side corresponds to the line between the ITO films exists and a portion (width 16 μm) which does not exist at all corresponding to the line of the ITO film. A polyimide film pattern was obtained.

【0336】続いて、一対の基板の夫々のポリイミド膜
パターンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様
の方法及び条件により一軸配向処理としてラビング処理
を施した。ラビング処理の方向は、一方の基板ではIT
O膜パターンのストライプ方向、他方の基板ではITO
膜のストライプに対し垂直方向に設定した。
Subsequently, a rubbing treatment was applied to each of the polyimide film patterns of the pair of substrates as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as those of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment is as follows:
O film pattern stripe direction, the other substrate is ITO
The direction was set perpendicular to the film stripe.

【0337】一方の基板上にスペーサーとして、平均粒
径2.0μmのシリカビーズを散布し、他方の基板を、
格子状のポリイミド膜パターンのライン部が完全に対向
し、ポリイミド膜におけるラビング方向が同一になるよ
うに、位置合わせを行ない貼り合わせ、図9に示すよう
な断面構造のセル(空セル)を作製した。
On one of the substrates, silica beads having an average particle size of 2.0 μm were dispersed as spacers, and the other substrate was
The alignment is performed so that the line portions of the grid-like polyimide film pattern completely face each other, and the rubbing direction in the polyimide film is the same, and the cells are bonded together to produce a cell (empty cell) having a cross-sectional structure as shown in FIG. did.

【0338】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層)の合計膜厚は6nmであった。
The total thickness of the insulating film (silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus fabricated was 6 nm.

【0339】尚、セル4−B〜4−D、4−F〜4−G
のサイズは2.5cm×3.5cmとした。
The cells 4-B to 4-D, 4-F to 4-G
Was 2.5 cm × 3.5 cm.

【0340】上述したプロセスで作製した4−B、4−
D、4−F、4−G、更に実施例1のセル1−A、1−
Fに液晶組成物LC−1を等方相の温度にて注入し、液
晶をカイラルスメクチック液晶相を示す温度まで冷却
し、双安定性を示すカイラルスメクチック液晶素子サン
プル4−B〜4−D、4−F、4−G、1−A、1−F
を作製した。この冷却の過程を偏光顕微鏡内で観察した
ところ、セル4−C、4−D、4−F、4−Gでは、ス
メクチックA相への転移温度付近から図3に示すような
バトネの発生、成長による配向状態の形成過程が観察さ
れた。
The 4-B, 4-B produced by the above process
D, 4-F, 4-G, and cells 1-A, 1- of Example 1
The liquid crystal composition LC-1 was injected into F at an isotropic phase temperature, the liquid crystal was cooled to a temperature at which a chiral smectic liquid crystal phase was exhibited, and bistable chiral smectic liquid crystal element samples 4-B to 4-D, 4-F, 4-G, 1-A, 1-F
Was prepared. Observation of this cooling process in a polarizing microscope revealed that, in the cells 4-C, 4-D, 4-F and 4-G, the generation of batone as shown in FIG. 3 near the transition temperature to the smectic A phase, The formation process of the orientation state by growth was observed.

【0341】尚、各セルの液晶と接する面を構成するシ
リカ、ポリイミドの表面の表面電位について、特開平8
−262447に記載の方法により測定した。具体的に
は、表面電位計(振動容量型表面電位型320B型・ト
レック社製)を用い、上記セルと同様の条件で形成及び
ラビング処理がされた膜試料について、1.0×10−
1〜1.0×10−3torrの減圧下、温度80〜1
00℃、15分〜2時間の条件で処理したものについて
測定した。
The surface potential of silica and polyimide constituting the surface of each cell in contact with the liquid crystal is described in
It was measured by the method described in -26247. Specifically, using a surface potentiometer (oscillating capacitance type surface potential type 320B type, manufactured by Trek), a film sample formed and rubbed under the same conditions as those of the above-mentioned cell was subjected to 1.0 × 10−
Under reduced pressure of 1 to 1.0 × 10 −3 torr, temperature of 80 to 1
The measurement was performed on the sample treated at 00 ° C. for 15 minutes to 2 hours.

【0342】夫々の膜の表面電位の測定結果は以下の通
りである。
The measurement results of the surface potential of each film are as follows.

【0343】・ポリシロキサン膜…−80mV(ラビン
グ処理の有無に拘らず同様の値) ・セル1−Aで用いたポリイミド膜…−100mV ・セル4−Bで用いたポリイミド膜…−210mV
Polysiloxane film: -80 mV (same value irrespective of rubbing treatment) Polyimide film used in cell 1-A: -100 mV Polyimide film used in cell 4-B: -210 mV

【0344】これらサンプルに対して、下記項目に関し
て評価を行った。
These samples were evaluated for the following items.

【0345】1)配向均一性の評価 液晶素子に電圧を印加して、カイラルスメクチック液晶
を一方の状態にスイッチングさせ、クロスニコル下で偏
光顕微鏡による目視観察によって、配向均一性の評価を
行った。サンプル1−Fを除いて全面均一な配向状態が
得られた。
1) Evaluation of alignment uniformity A voltage was applied to the liquid crystal element to switch the chiral smectic liquid crystal to one state, and the alignment uniformity was evaluated by visual observation with a polarizing microscope under crossed Nicols. Except for Sample 1-F, a uniform alignment state was obtained over the entire surface.

【0346】2)徐冷後の分子位置の評価 偏向顕微鏡による目視観察によって、SmA相からSm
* 相へと徐冷した直後の分子位置の評価を行った。こ
のときクロスニコル下での偏光顕微鏡観測時に層法線方
向(ラビング処理)から反時計周りに傾いた分子位置を
第一の安定状態(S1)、時計周りに傾いた分子位置を
第二の安定状態(S2)と定義した。尚、セルC及びD
では、ポリイミド膜パターンが設けられた基板を上側
(観察者側)に配置した。結果を下記表9に示す。
2) Evaluation of molecular position after slow cooling Visual observation with a deflection microscope showed that
The molecular position immediately after cooling to the C * phase was evaluated. At this time, at the time of observation with a polarizing microscope under crossed Nicols, the position of a molecule tilted counterclockwise from the layer normal direction (rubbing treatment) is a first stable state (S1), and the position of a molecule tilted clockwise is a second stable state. State (S2) was defined. Note that cells C and D
In, the substrate provided with the polyimide film pattern was arranged on the upper side (observer side). The results are shown in Table 9 below.

【0347】[0347]

【表9】 [Table 9]

【0348】3)M2マージン(M2)の測定 M2マージンの測定方法を説明する。まず、クロスニコ
ルに配置された偏光板間セルを設置し、図13に示す駆
動波形(Vop=20V、1/3.3バイアス、1/1
000デューティー)を用いて、M2マージンの測定を
行った。印加パルス波形の長さΔtを変化させながら暗
状態(黒表示)と明状態(白表示)をそれぞれ書込み、
明、暗それぞれの状態を書込める印加パルス波形の長さ
Δtの範囲が図15の様になった場合において、駆動マ
ージンパラメータをM2=(Δt4−Δt1)/(Δt
4+Δt1)とし、上記サンプル1−A、4−B〜4−
D、4−F、4−Gについて温度を数点振ってM2マー
ジンを評価した。
3) Measurement of M2 Margin (M2) A method of measuring the M2 margin will be described. First, a cell between polarizing plates arranged in crossed Nicols was installed, and a driving waveform (Vop = 20 V, 1 / 3.3 bias, 1/1) shown in FIG.
M2 margin was measured using 000 duty). The dark state (black display) and the bright state (white display) are written while changing the applied pulse waveform length Δt,
In the case where the range of the length Δt of the applied pulse waveform for writing the bright and dark states is as shown in FIG. 15, the drive margin parameter is set to M2 = (Δt4−Δt1) / (Δt
4 + Δt1), and the above samples 1-A, 4-B to 4-
With respect to D, 4-F, and 4-G, the temperature was changed at several points, and the M2 margin was evaluated.

【0349】結果を下記表10に示す。The results are shown in Table 10 below.

【0350】素子4−C、4−Dについては格子状のポ
リイミド膜が配置されていない領域のM2マージンとし
た。また素子1−Fは全面ランダム配向であったため駆
動マージンは測定不能であった。
With respect to the devices 4-C and 4-D, the M2 margin in the region where the lattice-like polyimide film was not disposed was used. In addition, since the entire surface of the element 1-F was randomly oriented, the drive margin could not be measured.

【0351】[0351]

【表10】 [Table 10]

【0352】この結果から、素子サンプル4−Bについ
ては全面が双安定性が崩れており、一方の状態(クロス
ニコル下において遮光される側の状態)のみが安定化さ
れた単安定状態となっていたため駆動マージンを測定す
ることができなかった。素子サンプル1−Aについて
は、室温以上におけるM2マージンは大きいものの、低
温側での駆動マージンが著しく悪くなっていることがわ
かる。これは低温側での反電場の影響によるものと予測
される。一方、サンプル4−C、4−D、4−F、4−
Gは有効スイッチング領域(電極が互いに交差する実駆
動領域)にはポリイミド膜が存在しないため配向制御層
の電気容量が大きく、低温側でのマージンの減少量が小
さくなっている。
From this result, it is found that the entire surface of the device sample 4-B has lost bistability, and only one of the states (the state on the light-shielded side under crossed Nicols) is in a monostable state. As a result, the drive margin could not be measured. It can be seen that the element sample 1-A has a large M2 margin at room temperature or higher, but has a significantly worse driving margin on the low temperature side. This is expected to be due to the effect of the anti-electric field on the low temperature side. On the other hand, samples 4-C, 4-D, 4-F, 4-
In G, since the polyimide film does not exist in the effective switching region (the actual driving region where the electrodes cross each other), the electric capacity of the orientation control layer is large, and the reduction amount of the margin on the low temperature side is small.

【0353】4)コントラスト(C/R)の測定 コントラストの測定方法を説明する。まず、クロスニコ
ルに配置された偏光板間に液晶が注入されたセルを配置
し、図14に示す駆動波形(Vop=20V、1/3.
3バイアス、1/1000デューティー)を用いて、3
0℃におけるコントラストの測定を行った。このとき印
加パルス波形の長さΔtを変化させながら暗状態と明状
態をそれぞれ書込み、明、暗それぞれの状態を書込める
印加パルス波形の長さΔtの範囲が図15の様になった
場合、その書込み可能最小のパルス幅(Δt1)におい
て明暗それぞれについてフォトマルによる透過光量の測
定を行い、それらの比をとってコントラストとした。な
お、偏光板に対するセルの設置角度は電界無印加時に実
駆動領域において暗状態が最暗となる位置にあわせた。
また、透過光量の測定範囲は約100μm×約100μ
mとし、画素間部分(電極が互いに交差する実駆動領域
間の部分)の透過光量も含むようにした。
4) Measurement of Contrast (C / R) A method of measuring contrast will be described. First, a cell in which liquid crystal is injected is arranged between polarizing plates arranged in crossed Nicols, and a driving waveform (Vop = 20 V, 1/3.
3 bias, 1/1000 duty)
The contrast was measured at 0 ° C. At this time, the dark state and the bright state are written while the applied pulse waveform length Δt is changed, and the range of the applied pulse waveform length Δt in which the bright and dark states are written becomes as shown in FIG. At the minimum writable pulse width (Δt1), the amount of transmitted light by photomultiplier was measured for each of light and dark, and the ratio was taken as the contrast. In addition, the installation angle of the cell with respect to the polarizing plate was adjusted to a position where the dark state became the darkest in the actual driving region when no electric field was applied.
The measurement range of the transmitted light amount is about 100 μm × about 100 μm.
m, and includes the amount of transmitted light in a portion between pixels (a portion between actual driving regions where electrodes intersect each other).

【0354】結果を下記表11に示す。The results are shown in Table 11 below.

【0355】[0355]

【表11】 [Table 11]

【0356】素子サンプル1−A、4−C、4−Fにつ
いては実駆動領域間(画素間)部分がほぼ双安定性であ
ることから白ドメイン及び黒ドメインが目視上ほぼ同じ
面積比で振り分けられており、白ドメイン部分は実駆動
領域間に存在しているため外部からの電界にも応答せず
光漏れが生じている。その結果コントラストが非常に小
さくなってしまっている。
For the element samples 1-A, 4-C, and 4-F, the portions between the actual driving regions (between the pixels) are almost bistable, so that the white domain and the black domain are visually distributed at substantially the same area ratio. Since the white domain portion exists between the actual driving regions, light leakage occurs without responding to an external electric field. As a result, the contrast is very small.

【0357】一方、素子サンプル4−D、4−Gは実駆
動領域間(画素間)部分の上下基板の表面電位の差が大
きく釣り合っていない。そのため画素間の分子位置は一
方向に揃っており、この分子位置がクロスニコル下にお
いて遮光状態となるようセルを設置することにより、画
素間部分からの光漏れのない、コントラストが十分取れ
た素子サンプルを得ることができた。
On the other hand, in the element samples 4-D and 4-G, the difference between the surface potentials of the upper and lower substrates between the actual driving regions (between the pixels) is not well balanced. For this reason, the molecular positions between pixels are aligned in one direction, and by installing cells so that the molecular positions are in a light-shielding state under crossed Nicols, there is no light leakage from between pixels, and a device with sufficient contrast can be obtained. A sample was obtained.

【0358】このように、基板に一軸配向規制力を有す
る配向制御層が存在する部分及び該配向層が存在しない
部分とを混在させ、該配向制御層の部分に接する液晶領
域から配向状態を形成して均一な配向性を得て、更に液
晶の実駆動領域においてかかる一軸配向規制力を有する
配向制御層を存在させないことにより、良好な駆動マー
ジン特性を実現することができることが証明された。更
に、実駆動領域間(画素間)部分を常時暗状態に安定化
させることにより、素自然体での表示におけるコントラ
ストが向上する。
As described above, the portion where the alignment control layer having the uniaxial alignment control force exists and the portion where the alignment layer does not exist are mixed on the substrate, and the alignment state is formed from the liquid crystal region in contact with the portion of the alignment control layer. As a result, it was proved that a good driving margin characteristic can be realized by obtaining a uniform alignment property, and by eliminating the alignment control layer having the uniaxial alignment regulating force in the actual driving region of the liquid crystal. Furthermore, by stabilizing the portion between the actual driving regions (between the pixels) in a dark state at all times, the contrast in the display in a natural body is improved.

【0359】(実施例5)実施例5に使用する4種類の
空セルを以下の如く作製した。
(Example 5) Four types of empty cells used in Example 5 were produced as follows.

【0360】セル5−H 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅45μm、間隔5μm)が形成
された形成した1.1mm厚の一対のガラス基板を用意
し、ポリイミド膜を、1ラインの幅5μm、開口部の大
きさが45μm×45μmであり、一方向のラインを上
記ITO膜のライン間に対応させた格子状パターンで形
成することを除いて、セル4−Cの場合と同様の方法及
び条件で、両基板の電極がマトリックス構造を形成する
図7に示す断面構造の空セルを作製した(ポリイミド膜
の材料、厚みはセル4−Cと同様)。
Cell 5-H A pair of 1.1 mm-thick glass substrates having a stripe-patterned ITO film (thickness: about 70 nm, line width: 45 μm, interval: 5 μm) formed as transparent electrodes, were prepared. Except that the film has a width of 5 μm for one line, a size of the opening of 45 μm × 45 μm, and a line in one direction is formed in a lattice pattern corresponding to a line between the lines of the ITO film. An empty cell having a cross-sectional structure shown in FIG. 7 in which the electrodes of both substrates form a matrix structure was produced by the same method and conditions as in the case of C (the material and thickness of the polyimide film were the same as those of the cell 4-C).

【0361】セル5−I 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅45μm、間隔5μm)が形成
された形成した1.1mm厚の一対のガラス基板を用意
し、ポリイミド膜を1ラインの幅5μm、開口部の大き
さが45μm×45μmであり、一方向のラインを上記
ITO膜のライン間に対応させた格子状パターンで形成
することを除いて、セル4−Dの場合と同様の方法及び
条件で、両基板の電極がマトリックス構造を形成する図
7に示す断面構造の空セルを作製した(ポリイミド膜の
材料、厚みはセル4−Dと同様)。
Cell 5-I A pair of 1.1 mm-thick glass substrates on which a stripe-patterned ITO film (thickness: about 70 nm, line width: 45 μm, interval: 5 μm) was formed as a transparent electrode was prepared. Cell 4-D except that the film has a width of 5 μm per line, the size of the opening is 45 μm × 45 μm, and lines in one direction are formed in a lattice pattern corresponding to the lines between the ITO films. An empty cell having a cross-sectional structure shown in FIG. 7 in which the electrodes of both substrates form a matrix structure was produced by the same method and under the same conditions as in the case of (the material and thickness of the polyimide film were the same as those of cell 4-D).

【0362】セル5−J ポリイミド膜を、1ラインの幅5μm、開口部の大きさ
が20μm×20μmであり、一方向のラインのうち1
本おきに上記ITO膜のライン間に対応させた格子状パ
ターンで形成することを除いて、セル5−Hの場合と同
様の方法及び条件で、両基板の電極がマトリックス構造
を形成する図7に示す断面構造の空セルを作製した(ポ
リイミド膜の材料、厚みはセル5−Hと同様)。当該セ
ルでは、一対の電極が互いに交差した領域内において
も、ポリイミド膜のストライプのラインが設けられてい
ることになる。
Cell 5-J A polyimide film was formed by forming a line having a width of 5 μm and an opening having a size of 20 μm × 20 μm.
FIG. 7 shows that the electrodes of both substrates form a matrix structure in the same manner and under the same conditions as in the case of the cell 5-H, except that they are formed in a grid pattern corresponding to the lines between the ITO films every other line. (The material and thickness of the polyimide film are the same as those of the cell 5-H.) In this cell, a stripe line of the polyimide film is provided even in a region where the pair of electrodes cross each other.

【0363】セル5−K ポリイミド膜を、1ラインの幅5μm、開口部の大きさ
が20μm×20μmであり、一方向のラインのうち1
本おきに上記ITO膜のライン間に対応させた格子状パ
ターンで形成することを除いて、セル5−Iの場合と同
様の方法及び条件で、両基板の電極がマトリックス構造
を形成する図7に示す断面構造の空セルを作製した(ポ
リイミド膜の材料、厚みはセルIと同様)。当該セルで
は、一対の電極が互いに交差した領域内においても、ポ
リイミド膜のストライプのラインが設けられていること
になる。
Cell 5-K A polyimide film was formed by forming a line having a width of 5 μm, an opening having a size of 20 μm × 20 μm, and forming one line in one direction.
FIG. 7 shows that the electrodes of both substrates form a matrix structure in the same manner and under the same conditions as in the case of the cell 5-I, except that every other electrode is formed in a lattice pattern corresponding to the line between the ITO films. (The material and thickness of the polyimide film are the same as those of the cell I). In this cell, a stripe line of the polyimide film is provided even in a region where the pair of electrodes cross each other.

【0364】上述したプロセスで作製した各セル5−H
〜5−Kに液晶組成物LC−1を等方相の温度にて注入
し、液晶をカイラルスメクチック液晶相を示す温度まで
冷却し、双安定性を示すカイラルスメクチック液晶素子
サンプル5−H〜5−Kを作製した。この冷却の過程を
偏光顕微鏡内で観察したところ、セル5−H〜5−Kで
は、スメクチックA相への転移温度付近から図3に示す
ようなバトネの発生、成長による配向状態の形成過程が
観察された。
Each cell 5-H produced by the above-described process
-5-K, the liquid crystal composition LC-1 was injected at an isotropic phase temperature, the liquid crystal was cooled to a temperature at which a chiral smectic liquid crystal phase was exhibited, and a chiral smectic liquid crystal element sample 5-H-5 exhibiting bistability was obtained. -K was produced. Observation of this cooling process in a polarizing microscope revealed that, in the cells 5-H to 5-K, the formation of an alignment state due to the generation and growth of butene as shown in FIG. 3 from the vicinity of the transition temperature to the smectic A phase. Was observed.

【0365】これらサンプルに対して、下記項目に関し
て評価を行った。
These samples were evaluated for the following items.

【0366】1)配向均一性の評価 実施例4の場合と同様に素子内の液晶の配向均一性を観
察した。結果を下記表12に示す。
1) Evaluation of Uniformity of Alignment As in the case of Example 4, the uniformity of the alignment of the liquid crystal in the device was observed. The results are shown in Table 12 below.

【0367】[0367]

【表12】 [Table 12]

【0368】素子サンプル5−H及び5−Iについては
ポリイミド膜のライン間の距離が相対的に大きく、一軸
配向規制力を実質的に持たない領域が大きすぎるため、
ポリイミド膜からの距離が離れた画素の中央部分に配向
の乱れた部分が発生してしまっている。
In the device samples 5-H and 5-I, the distance between the lines of the polyimide film was relatively large, and the region having substantially no uniaxial alignment regulating force was too large.
In the center part of the pixel which is far away from the polyimide film, a part with disordered orientation has occurred.

【0369】2)コントラスト(C/R)の測定 素子サンプル5−J及び5−Kについて実施例1と同様
の方法にてコントラストの測定を行った。
2) Measurement of Contrast (C / R) The contrast of the element samples 5-J and 5-K was measured in the same manner as in Example 1.

【0370】以上の結果を下記表13に示す。The results are shown in Table 13 below.

【0371】[0371]

【表13】 [Table 13]

【0372】素子サンプル5−Kは5−Jに比較して実
駆動領域間(画素間)部分の上下基板の表面電位の差が
大きく釣り合っていない。そのため画素間の分子位置は
一方向に揃っており、この分子位置がクロスニコル下に
おいて遮光状態となるようセルを設置することにより、
画素間部分からの光漏れのない、コントラストが十分取
れた素子サンプルを得ることができた。
In the element sample 5-K, the difference between the surface potentials of the upper and lower substrates in the portion between the actual driving regions (between the pixels) is not well balanced as compared with the sample 5-J. Therefore, the molecular positions between the pixels are aligned in one direction, and by installing the cell such that this molecular position is in a light-shielding state under crossed Nicols,
An element sample with sufficient contrast without light leakage from the portion between pixels could be obtained.

【0373】(実施例6)本実施例で使用するセル(単
純マトリクスタイプのセル)を以下の如く作製した。
Example 6 A cell (simple matrix type cell) used in this example was manufactured as follows.

【0374】セル6−C ここでは、概略図17に示す断面構造のセル(空セル)
を作製した。
Cell 6-C Here, a cell (empty cell) having a sectional structure schematically shown in FIG.
Was prepared.

【0375】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
As a transparent electrode, a stripe pattern IT
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0376】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、実施例1のセル1−Aで用いたも
のと同様のポリイミド(前駆体)をスピンコート法によ
り塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥を行った
後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポ
リイミド被膜を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one of the glass substrates by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, the same polyimide (precursor) as that used in the cell 1-A of Example 1 was applied by a spin coating method, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. The resultant was baked at 1 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0377】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚となる
ようスピンコートした。その後、80℃、30分間の前
乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16μmのスト
ライプ状のマスクパターンを用いて、UV(λ=365
nm)にて16秒間露光した。この時マスクパターン
を、マスク部分が当該基板のITO膜パターンのライン
間に対応するように配置した。その後、有機系現像液
(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現像し、流水
洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥を行
い、ITO膜パターンのライン間に対応したレジスト膜
パターンを得た。続いて、低温水銀ランプを用い、基板
温度を60℃に保ち、波長254nmにおける光エネル
ギー量が6J/cm2 となるUV強度にてUVアッシン
グ処理を行なって、レジスト膜のない部分のポリイミド
を除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジス
トストリップN−320)を用いレジスト膜パターンを
剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、
基板上に、ITO膜のライン間に対応してストライプ状
のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μm図1
7の層15aに対応する部分)と、ITO膜のラインに
対応して膜厚約2nmで存在する部分(幅16μm図1
7の層17aに対応する部分)からなるポリイミド膜パ
ターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, UV (λ = 365) was obtained using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm.
nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the resist film is developed using an organic developing solution (MFCD-26 manufactured by Ziprey Co., Ltd.), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and resist film corresponding to the line between the ITO film patterns. Got the pattern. Subsequently, using a low-temperature mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 6 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus,
A portion where a stripe-shaped polyimide film exists on the substrate corresponding to a distance of 50 nm between lines of the ITO film (width of 4 μm;
1 and a portion corresponding to the line of the ITO film with a thickness of about 2 nm (width of 16 μm, FIG. 1).
(A portion corresponding to the layer 17a of No. 7).

【0378】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in the case of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0379】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し
た。その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚3nmのシリカ層を得
た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating. Then, after pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes,
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm.

【0380】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電極
が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような配
置)となるように重ね合わせ、概略図17に示すような
断面構造のセル(空セル)を作製した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was coated) as a spacer.
And the other substrate is overlapped so that the electrodes of the respective substrates are orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and a cell having a cross-sectional structure as schematically shown in FIG. Empty cell).

【0381】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(ポリ
イミド層及びシリカ層)の合計膜厚は8nmであった。
The total thickness of the insulating films (polyimide layer and silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus manufactured was 8 nm.

【0382】セル6−D ここでは、概略図18に示す断面構造のセル(空セル)
を作製した。
Cell 6-D Here, a cell (empty cell) having a sectional structure schematically shown in FIG.
Was prepared.

【0383】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0383] IT of a stripe pattern as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0384】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、実施例1のセル1−Aで用いたも
のと同様のポリイミド(前駆体)をスピンコート法によ
り塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥を行った
後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポ
リイミド被膜を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one of the glass substrates by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, the same polyimide (precursor) as that used in the cell 1-A of Example 1 was applied by a spin coating method, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. The resultant was baked at 1 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0385】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化OFPR−800)を約2μm厚となる
ようスピンコートした。その後、80℃、30分間の前
乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16μmのスト
ライプ状のマスクパターンを用いて、UV(λ=365
nm)にて16秒間露光した。この時マスクパターン
を、マスク部分が当該基板のITO膜パターンのライン
間に対応するように配置した。その後、有機系現像液
(ジプレー社製MFCD−26)を用いて現像し、流水
洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥を行
い、ITO膜パターンのライン間に対応したレジスト膜
パターンを得た。続いて、低温水銀ランプを用い、基板
温度を60℃に保ち、波長254nmにおける光エネル
ギー量が10J/cm2 となるUV強度にてUVアッシ
ング処理を行って、レジスト膜のない部分のポリイミド
を除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジス
トストリップN−320)を用いレジスト膜パターンを
剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。この時点
で、基板上に、ITO膜のライン間に対応してストライ
プ状のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μ
m)と、ITO膜のラインに対応してポリイミド膜が全
く存在しない部分(幅16μm)からなるポリイミド膜
パターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, UV (λ = 365) was obtained using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm.
nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the resist film is developed using an organic developing solution (MFCD-26 manufactured by Ziprey Co., Ltd.), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and resist film corresponding to the line between the ITO film patterns. Got the pattern. Subsequently, using a low-temperature mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 10 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. At this point, a portion (4 μm in width) where a stripe-shaped polyimide film exists on the substrate corresponding to a distance of 50 nm between the lines of the ITO film.
m) and a polyimide film pattern consisting of a portion (width 16 μm) in which no polyimide film exists corresponding to the line of the ITO film.

【0386】続いて、このポリイミド膜パターン上に更
に同様のポリイミド(前駆体)をスピンコート法により
塗布し、80℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃
で1時間加熱焼成を施し膜厚2nmのポリイミド被膜を
得た。即ち、基板上に、おいてITO膜のライン間に対
応してストライプ状のポリイミド膜が52nm存在する
部分(幅4μm、図18の層18a、19aの積層部に
対応)と、ITO膜のラインに対応してポリイミド膜が
薄い厚み約2nmで存在する部分(幅16μm、図18
の層18a間の層19aに対応する部分)からなるポリ
イミド膜パターンを得た。
Subsequently, the same polyimide (precursor) was further applied onto the polyimide film pattern by spin coating, and pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes.
For 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 2 nm. That is, on the substrate, a portion (width 4 μm, corresponding to the laminated portion of the layers 18a and 19a in FIG. 18) corresponding to the stripe-shaped polyimide film 52 nm corresponding to the interval between the ITO film lines and the ITO film line The portion where the polyimide film exists with a thin thickness of about 2 nm (width 16 μm, FIG.
(A portion corresponding to the layer 19a between the layers 18a).

【0387】次に、当該基板上のポリイミド膜パターン
に対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法及
び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Next, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in the case of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0388】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し
た。その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚3nmのシリカ層を得
た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating. Then, after pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes,
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm.

【0389】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電極
が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような配
置)となるように重ね合わせ、概略図18に示すような
断面構造のセル(空セル)を作製した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was coated) as a spacer.
And the other substrate is overlaid so that the electrodes of each substrate are orthogonal to each other and have a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and a cell having a cross-sectional structure as schematically shown in FIG. Empty cell).

【0390】このように作製されたセルの実駆動領域
(両基板の電極が交差する部分)における絶縁膜(ポリ
イミド層及びシリカ層)の合計膜厚は8nmであった。
The total thickness of the insulating films (polyimide layer and silica layer) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) of the cell thus fabricated was 8 nm.

【0391】尚、セル6−C、6−Dのサイズは2.5
cm×3.5cmとした(ポリイミド膜のラインと一致
するITO膜のストライプ方向での辺を2.5cmとす
る)。
The size of cells 6-C and 6-D is 2.5
cm × 3.5 cm (the side in the stripe direction of the ITO film coincident with the line of the polyimide film was 2.5 cm).

【0392】上記に示したプロセスで作製した各セル6
−C、6−D、更に実施例1のセル1−A及び1−Bに
液晶組成物LC−1を等方相の温度にて注入し、液晶を
カイラルスメクチック液晶相を示す温度まで冷却し、双
安定性を示すカイラルスメクチック液晶素子サンプル6
−C、6−D、1−A、1−Bを作った。この冷却の過
程を偏光顕微鏡内で観察したところ、サンプル6−C、
6−Dでは、スメクチックA相への転移温度付近から図
3に示すようなバトネの発生、成長による配向状態の形
成過程が観察された。
Each cell 6 manufactured by the above-described process was used.
-C, 6-D, and the liquid crystal composition LC-1 was injected into the cells 1-A and 1-B of Example 1 at an isotropic phase temperature, and the liquid crystal was cooled to a temperature showing a chiral smectic liquid crystal phase. Smectic liquid crystal device sample 6 exhibiting bistability
-C, 6-D, 1-A, 1-B were made. When this cooling process was observed in a polarizing microscope, Sample 6-C,
In 6-D, the formation of the bone and the formation process of the oriented state due to the growth as shown in FIG. 3 were observed from around the transition temperature to the smectic A phase.

【0393】本実施例で用いた、液晶組成物LC−1の
温度特性を下記表14に示す。
The temperature characteristics of the liquid crystal composition LC-1 used in this example are shown in Table 14 below.

【0394】[0394]

【表14】 [Table 14]

【0395】Vth1 及びVth2 は温度勾配法にて配向さ
せたセル厚2μmの一対のITO基板を対向したセルに
おいて測定した値を用い、d1 、d2 は下式により求め
た。 (A1式)d1 =Vth1 ×ε/2Ps (A2式)d2 =Vth2 ×ε/2Ps なお比誘電率を3.3とし真空の誘電率ε0=8.85
×10-12としてεを計算した。なお、d1 、d2 はセ
ルにおける上下両基板の絶縁膜の合計膜厚に対応する。
V th1 and V th2 were determined by using the values measured in a cell in which a pair of 2 μm-thick ITO substrates oriented by the temperature gradient method were opposed to each other, and d 1 and d 2 were obtained by the following equations. (Equation A1) d 1 = V th1 × ε / 2Ps (Equation A2) d 2 = V th2 × ε / 2Ps Note that the relative permittivity is 3.3 and the vacuum permittivity ε 0 = 8.85.
Ε was calculated as × 10 −12 . Note that d 1 and d 2 correspond to the total thickness of the insulating films on both the upper and lower substrates in the cell.

【0396】なお、本測定に用いたパルス幅は以下のよ
うに決定した。実施例中のM2マージン測定時において
選択時における駆動電圧が20Vであることから、20
Vにおける閾値パルス幅の温度特性を測定したところ、
1.6μsec(40℃)、27μsec(25℃)、
100μsec(10℃) したがって、実施例中のM2マージン測定時において1
/1000デューティーの単純マトリクス波形を用いる
ことから、上表の1000倍のパルス幅の矩形波を用い
てVth1 及びVth2 を測定した。すなわち、1フレーム
中に一部反転するような電圧値としてVth1 、1フレー
ム中に全部反転するような電圧値としてVth2 を測定し
た。
The pulse width used in this measurement was determined as follows. Since the drive voltage at the time of selection in measuring the M2 margin in the embodiment is 20 V,
When the temperature characteristics of the threshold pulse width at V were measured,
1.6 μsec (40 ° C.), 27 μsec (25 ° C.),
100 μsec (10 ° C.) Therefore, when measuring the M2 margin in the embodiment, 1
Since a simple matrix waveform of / 1000 duty was used, V th1 and V th2 were measured using a rectangular wave having a pulse width of 1000 times as shown in the above table. That is, V th1 was measured as a voltage value that was partially inverted during one frame, and V th2 was measured as a voltage value that was completely inverted during one frame.

【0397】同表から明らかなように、本実施例6−
C、6−Dで用いた液晶組成物を用いるセルについて
は、実駆動領域での両基板絶縁膜の厚み合計が常温で8
nmを下回れば、自発分極を有する液晶をスイッチング
させる場合の逆電圧によるスイッチングの阻害が防止さ
れるが、本実施例では少なくとも実駆動領域での絶縁膜
の厚みが8nmであり、好適な条件をみたしている。
As is clear from the table, Example 6-
For cells using the liquid crystal composition used in C and 6-D, the total thickness of both substrate insulating films in the actual driving region was 8 at room temperature.
If it is less than nm, the inhibition of switching due to the reverse voltage when switching the liquid crystal having spontaneous polarization is prevented. However, in this embodiment, at least the thickness of the insulating film in the actual driving region is 8 nm. I'm looking forward to it.

【0398】また、実施例6−C、6−Dにおいて強い
一軸配向規制力を有するストライプ状のポリイミドの厚
みは25nmをこえるレベルにあり(表14のd2の最
大値)好ましい。
Further, in Examples 6-C and 6-D, the thickness of the striped polyimide having a strong uniaxial alignment regulating force is at a level exceeding 25 nm (the maximum value of d2 in Table 14), which is preferable.

【0399】これらサンプルに対して、1)配向均一性
の評価、2)セル内でのイオン量の径時変化の評価、
3)M2マージン(M2)の測定を行った。
With respect to these samples, 1) evaluation of orientation uniformity, 2) evaluation of time-dependent change of ion amount in the cell,
3) M2 margin (M2) was measured.

【0400】1)配向均一性の評価 液晶素子にカイラルスメクチック液晶相の状態で電圧を
印加してカイラルスメクチック液晶を一方の状態にスイ
ッチングさせ、偏光顕微鏡により目視観測によって、配
向均一性の評価を行った。結果を表15に示す。
1) Evaluation of Alignment Uniformity A voltage was applied to the liquid crystal element in the state of a chiral smectic liquid crystal phase to switch the chiral smectic liquid crystal to one state, and the alignment uniformity was evaluated by visual observation with a polarizing microscope. Was. Table 15 shows the results.

【0401】[0401]

【表15】 [Table 15]

【0402】2)イオン量の経時変化 セル内に存在するイオン量の測定を行った。測定はイオ
ン密度測定システムMTR−1(東陽テクニカ社製)を
用い、室温下でのイオン量の測定を、(1)初期…液晶
注入直後、(2)経時後…液晶注入後から室温にて30
日間放置後、において測定しセル中のイオン量の経時変
化を測定した。結果は全ての素子サンプルで初期、径時
後共に2.0〔nC/cm2 〕となり、いずれも初期の
イオン量と経時後のイオン量と変化することはなかっ
た。
2) Time-dependent change in the amount of ions The amount of ions existing in the cell was measured. The measurement was carried out by using an ion density measurement system MTR-1 (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.) at room temperature. 30
After standing for a day, the measurement was performed, and the change with time in the amount of ions in the cell was measured. The result was 2.0 [nC / cm 2 ] for all the device samples at the initial stage and after the initial stage, and there was no change between the initial ion amount and the ion amount after the lapse of time.

【0403】次いで、比較例として、上下基板ともIT
O(及びガラス基板)がむき出しになった基板を用いて
セルを作製し、同様の液晶材料の注入を行ったサンプル
について同様の評価を行ったところ、初期のイオン量は
2.0〔nC/cm2 〕であり、径時後のイオン量は1
0.0〔nC/cm2 〕となった。当該サンプルでは、
放置することによってイオン量が大きく増加しているこ
とがわかる。これはITOまたはガラス基板からの不純
物のしみ出しが原因しているものと考えられる。
Next, as a comparative example, both the upper and lower substrates
A cell was prepared using a substrate in which O (and a glass substrate) was exposed, and a sample in which the same liquid crystal material was injected was subjected to the same evaluation. The initial ion amount was 2.0 [nC / cm 2 ], and the amount of ions after the time is 1
0.0 [nC / cm 2 ]. In this sample,
It can be seen that the amount of ions is greatly increased by leaving it to stand. This is considered to be due to the exudation of impurities from the ITO or glass substrate.

【0404】これらの結果から、サンプル1−A、1−
B、6−C、6−Dのように実駆動領域を含む基板上
が、少なくとも絶縁性の層により被覆されていることに
よって基板からのイオンのしみ出しに起因するセル中イ
オン量の経時的な増加を抑えることができることがわか
る。
[0404] From these results, samples 1-A and 1-
Since the substrate including the actual driving region, such as B, 6-C, and 6-D, is covered with at least an insulating layer, the amount of ions in the cell due to leaching of ions from the substrate over time It can be seen that a significant increase can be suppressed.

【0405】3)M2マージン(M2)の測定 M2マージンの測定方法を説明する。まず、クロスニコ
ルに配置された偏光板間にセルを設置し、図14に示す
駆動波形(Vop=20V、1/3.3バイアス、1/
1000デューティー)を用いて、M2マージンの測定
を行った。印加パルス波形の長さΔtを変化させながら
暗状態と明状態をそれぞれ書込み、明、暗それぞれの状
態を書込める印加パルス波形の長さΔtの範囲が図15
の様になった場合、M2=(Δt2−Δt1)/(Δt
2+Δt1)である。
3) Measurement of M2 Margin (M2) A method of measuring the M2 margin will be described. First, a cell was placed between polarizing plates arranged in crossed Nicols, and a driving waveform (Vop = 20 V, 1 / 3.3 bias, 1 /
The M2 margin was measured using (1000 duty). FIG. 15 shows the range of the applied pulse waveform length Δt in which the dark state and the bright state are written while changing the applied pulse waveform length Δt, and the bright and dark states are written.
, M2 = (Δt2−Δt1) / (Δt
2 + Δt1).

【0406】上記素子1−A,1−B,6−C,6−D
について温度を数点振ってM2マージンの測定を行っ
た。
Element 1-A, 1-B, 6-C, 6-D
The M2 margin was measured while varying the temperature for several points.

【0407】以上の結果を下記表16に示す。The above results are shown in Table 16 below.

【0408】なお、素子1−B及び6−Cについては正
常にスイッチングする領域のみのM2マージンを評価し
た。
[0408] For the elements 1-B and 6-C, the M2 margin was evaluated only in the normally switching region.

【0409】[0409]

【表16】 [Table 16]

【0410】この結果から、サンプル1−Aについて
は、室温以上におけるM2マージンは大きいものの、低
温側での駆動マージンが著しく悪くなっていることがわ
かる。これは低温側での反電場の影響によるものと予測
される。一方、配向性の悪い素子サンプル1−Bに関し
ては、全体としてM2マージンの値は小さいものの、素
子サンプル1−Bは素子Aと比較して配向膜厚が薄く配
向制御層の電気容量が大きいため、低温側でのマージン
の減少量が小さくなっている。一方、素子サンプル6−
C、サンプル6−Dは有効スイッチング領域の配向膜厚
が薄いため配向制御層の電気容量が大きく、低温側での
マージンの減少量が小さくなっている。また配向膜厚が
薄いため反電場の影響が少なく、低温側でのM2マージ
ンの減少量が小さくなっている。
From this result, it can be seen that the sample 1-A has a large M2 margin at room temperature or higher, but has a significantly worse driving margin on the low temperature side. This is expected to be due to the effect of the anti-electric field on the low temperature side. On the other hand, with respect to the device sample 1-B having poor orientation, although the value of the M2 margin is small as a whole, the device sample 1-B has a smaller orientation film thickness and a larger electric capacity of the orientation control layer than the device A. In addition, the amount of decrease in the margin on the low temperature side is small. On the other hand, element sample 6-
C, the sample 6-D has a small orientation film thickness in the effective switching region, so that the electric capacity of the orientation control layer is large and the amount of decrease in the margin on the low temperature side is small. Further, since the orientation film thickness is small, the influence of the anti-electric field is small, and the reduction amount of the M2 margin on the low temperature side is small.

【0411】以上の結果より、配向規制力の非常に強い
領域及び配向規制力は弱いものの配向膜厚を非常に薄く
することによって反電場の影響を減少させた領域とを混
在させることによって、均一な配構成と良好な駆動マー
ジン特性を両立させることが出来ることがわかった。
[0411] From the above results, uniformity can be obtained by mixing a region having a very strong orientation regulating force and a region having a weak orientation regulating force but having a reduced orientation film thickness to reduce the influence of the anti-electric field. It has been found that both a simple arrangement and good drive margin characteristics can be achieved.

【0412】(実施例7)本実施例で使用するセル(単
純マトリクスタイプのセル)を以下の如く作製した。
(Example 7) A cell (simple matrix type cell) used in this example was produced as follows.

【0413】セル7−D ここでは、概略図17に示す断面構造のセル(空セル)
を作製した。
Cell 7-D Here, a cell (empty cell) having a sectional structure schematically shown in FIG.
Was prepared.

【0414】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
[0414] Striped pattern IT as a transparent electrode
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0415】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカの母材中にアンチモンドープのSnOxの超微
粒子(粒径100Å)を重量比で50%添加し分散した
固形分10重量%のエタノール溶液をスピンコート法に
より塗布し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った
後、200℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は200nm
の微粒子分散層を得た。該微粒子分散層上に、実施例1
のセル1−Aで用いたものと同様のポリイミド(前駆
体)をスピンコート法により塗布し、その後、80℃、
5分間の前乾燥を行った後、200℃で1時間加熱焼成
を施し膜厚50nmのポリイミド被膜を得た。
An ethanol solution having a solid content of 10% by weight was added to one side of this glass substrate, and 50% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle diameter: 100 °) was added and dispersed in a sol-gel type silica base material. Coating is performed by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, and then heating and drying at 200 ° C. for 1 hour to form a film having a thickness of 200 nm.
To obtain a fine particle dispersion layer. Example 1 on the fine particle dispersion layer
The same polyimide (precursor) as that used in Cell 1-A was applied by spin coating, and then 80 ° C.
After pre-drying for 5 minutes, it was heated and baked at 200 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0416】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化 OFPR−800)を約2μm厚とな
るようスピンコートした。その後、80℃、30分間の
前乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16μmのス
トライプ状のマスクパターンを用いて、UV(λ=36
5nm)にて16秒間露光した。この時マスクパターン
を、マスク部分が当該基板のITO膜パターンのライン
間に対応するように配置した。その後、有機系現像液
(ジプレー社製 MFCD−26)を用いて現像し、流
水洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥を
行い、ITO膜パターンのライン間に対応したレジスト
膜パターンを得た。続いて、低温水銀ランプを用い、基
板温度を60℃に保ち、波長254nmにおける光エネ
ルギー量が6J/cm2 となるUV強度にてUVアッシ
ング処理を行って、レジスト膜のない部分のポリイミド
を除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジス
トストリップN−320)を用いレジスト膜パターンを
剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、
基板上に、ITO膜のライン間に対応してストライプ状
のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μm、図
17の層15aに相当)と、ITO膜のラインに対応し
て膜厚約2nmで存在する部分(幅16μm、図17の
層17aに相当)からなるポリイミド膜パターンを得
た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Thereafter, pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, and then UV (λ = 36) using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm.
(5 nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the resist film is developed using an organic developer (MFCD-26 manufactured by Ziprey Co., Ltd.), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and resist film corresponding to the line between the ITO film patterns. Got the pattern. Subsequently, using a low-temperature mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 6 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus,
On the substrate, there is a portion (width 4 μm, corresponding to the layer 15a in FIG. 17) in which a stripe-shaped polyimide film exists 50 nm corresponding to the interval between the ITO film lines, and a film thickness of about 2 nm corresponding to the ITO film line. A polyimide film pattern consisting of existing portions (width 16 μm, corresponding to layer 17a in FIG. 17) was obtained.

【0417】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as those of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0418】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカの母材中にアンチモンドープのSnOxの超微粒子
(粒径100Å)を重量比で50%添加して分散した固
形分濃度10重量%のエタノール溶液をスピンコート法
により塗布し、膜厚200nmの微粒子分散層を得た。
An ethanol solution having a solid concentration of 10% by weight was prepared by dispersing 50% by weight of antimony-doped SnOx ultrafine particles (particle size: 100 °) in a sol-gel type silica base material on the other glass substrate. Was applied by spin coating to obtain a fine particle dispersion layer having a thickness of 200 nm.

【0419】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電極
が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような配
置)となるように重ね合わせ、概略図17に示すような
断面構造のセル(空セル)を作製した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was coated) as a spacer.
And the other substrate is overlapped so that the electrodes of the respective substrates are orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and a cell having a cross-sectional structure as schematically shown in FIG. Empty cell).

【0420】尚、セル7−Dのサイズは2.5cm×
3.5cmとした(ポリイミド膜のラインと一致するI
TO膜のストライプ方向での辺を2.5cmとする)。
The size of cell 7-D is 2.5 cm ×
3.5 cm (I coincided with the polyimide film line)
The side in the stripe direction of the TO film is 2.5 cm).

【0421】本実施例で作製したセル7−Dの実駆動領
域(両基板の電極の交差部)において、液晶に接する基
板面となる各層の表面粗さについて、前述の実施例3と
同様の方法、条件で測定を行った。一方の基板側の微粒
子分散層上が薄い(厚み2nm)のポリイミド層で被覆
された表面については、算術平均粗さRa=3.53、
自乗平均粗さRms=4.21、表面粗度5.32であ
り、他方の基板の微粒子分散層の露出する表面の算術平
均粗さRa4.28(nm)、自乗平均粗さRms=
5.38、表面粗度=6.911であった。
In the actual driving region (intersection of the electrodes of both substrates) of the cell 7-D manufactured in this embodiment, the surface roughness of each layer serving as the substrate surface in contact with the liquid crystal was the same as that of the third embodiment. The measurement was performed under the method and conditions. On the surface of the fine particle dispersion layer on one substrate side, which was covered with a thin (2 nm thick) polyimide layer, the arithmetic average roughness Ra = 3.53,
The root mean square roughness Rms is 4.21 and the surface roughness is 5.32. The arithmetic mean roughness Ra 4.28 (nm) and the root mean square roughness Rms of the exposed surface of the fine particle dispersion layer of the other substrate are:
5.38 and surface roughness = 6.911.

【0422】上記に示したプロセスで作製したセル7−
D、更に実施例1のセル1−A及び1−B、実施例6の
セル6−Cに液晶組成物LC−1を等方相の温度にて注
入し、液晶をカイラルスメクチック液晶相を示す温度ま
で冷却し、双安定性を示すカイラルスメクチック液晶素
子サンプル7−D、1−A、1−B、6−Cを作った。
この冷却の過程を偏光顕微鏡内で観察したところ、サン
プル7−ABでは、スメクチックA相への転移温度付近
から図3に示すようなバドネの発生、成長による配向状
態の形成過程が観察された。
[0422] The cell 7-
D. Further, the liquid crystal composition LC-1 is injected into the cells 1-A and 1-B of Example 1 and the cell 6-C of Example 6 at an isotropic phase temperature, and the liquid crystal exhibits a chiral smectic liquid crystal phase. After cooling to a temperature, chiral smectic liquid crystal element samples 7-D, 1-A, 1-B and 6-C exhibiting bistability were prepared.
Observation of this cooling process in a polarizing microscope revealed that in Sample 7-AB, the generation of badnes and the formation process of an alignment state due to growth as shown in FIG. 3 were observed from around the transition temperature to the smectic A phase.

【0423】これらサンプルに対して、1)配向均一性
の評価、2)M2マージン(M2)の測定、3)表示焼
き付きの評価を行った。
[0423] These samples were evaluated for 1) evaluation of alignment uniformity, 2) measurement of M2 margin (M2), and 3) evaluation of display burn-in.

【0424】1)配向均一性の評価 液晶素子にカイラルスメクチック液晶相の状態で電圧を
印加してカイラルスメクチック液晶を一方の状態にスイ
ッチングさせ、偏光顕微鏡により目視観測によって、配
向均一性の評価を行った。結果を表17に示す(サンプ
ル1−A、1−B、6−Cについては、実施例6と同
様)。
1) Evaluation of Alignment Uniformity A voltage is applied to the liquid crystal element in the state of a chiral smectic liquid crystal phase to switch the chiral smectic liquid crystal to one state, and the alignment uniformity is evaluated by visual observation with a polarizing microscope. Was. The results are shown in Table 17 (samples 1-A, 1-B and 6-C are the same as in Example 6).

【0425】[0425]

【表17】 [Table 17]

【0426】2)M2マージン(M2)の測定 M2マージンの測定方法を説明する。まず、クロスニコ
ルに配置された偏光板間にセルを設置し、図14に示す
駆動波形(Vop=20V、1/3.3バイアス、1/
1000デューティー)を用いて、M2マージンの測定
を行った。印加パルス波形の長さΔtを変化させながら
暗状態と明状態をそれぞれ書き込み、明、暗それぞれの
状態を書き込める印加パルス波形の長さΔtの範囲が図
15の様になった場合、M2=(Δt2−Δt1)/
(Δt2+Δt1)である。
2) Measurement of M2 Margin (M2) A method of measuring the M2 margin will be described. First, a cell was placed between polarizing plates arranged in crossed Nicols, and a driving waveform (Vop = 20 V, 1 / 3.3 bias, 1 /
The M2 margin was measured using (1000 duty). When the range of the applied pulse waveform length Δt in which the dark state and the bright state can be written and the bright and dark states can be written while changing the applied pulse waveform length Δt is as shown in FIG. 15, M2 = ( Δt2-Δt1) /
(Δt2 + Δt1).

【0427】上記素子サンプル1−A、1−B、7−D
について温度を数点振ってM2マージンの測定を行った
(サンプル1−A、1−B、6−Cについては実施例6
等と同様)。
The above device samples 1-A, 1-B, 7-D
The M2 margin was measured while varying the temperature for several points (for Example 1-A, 1-B, and 6-C, Example 6 was used).
Etc.).

【0428】以上の結果を下記表18に示す。The results are shown in Table 18 below.

【0429】なお、素子1−Bについては正常にスイッ
チングする領域のみのM2マージンを評価した。
For the element 1-B, the M2 margin was evaluated only in a normally switched region.

【0430】[0430]

【表18】 [Table 18]

【0431】この結果から、サンプル1−Aについて
は、室温以上におけるM2マージンは大きいものの、低
温側での駆動マージンが著しく悪くなっていることがわ
かる。これは低温側での反電場の影響によるものと予測
される。一方、配向性の悪い素子サンプル1−Bに関し
ては、全体としてM2マージンの値は小さいものの、素
子サンプル1−Bは素子Aと比較して配向膜厚が薄く配
向制御層の電気容量が大きいため、低温側でのマージン
の減少量が小さくなっている。一方、素子サンプル7−
Dは有効スイッチング領域の絶縁層厚が薄いため配向制
御層の電気容量が大きく、低温側でのマージンの減少量
が小さくなっている。
[0431] From this result, it can be seen that in Sample 1-A, although the M2 margin at room temperature or higher is large, the drive margin on the low temperature side is significantly deteriorated. This is expected to be due to the effect of the anti-electric field on the low temperature side. On the other hand, with respect to the device sample 1-B having poor orientation, although the value of the M2 margin is small as a whole, the device sample 1-B has a smaller orientation film thickness and a larger electric capacity of the orientation control layer than the device A. In addition, the amount of decrease in the margin on the low temperature side is small. On the other hand, element sample 7-
In D, since the thickness of the insulating layer in the effective switching region is small, the electric capacity of the orientation control layer is large, and the decrease in the margin on the low temperature side is small.

【0432】3)表示焼き付きの評価 素子サンプル1−A、7−Dについて、図13に示す駆
動波形を用いて、黒、白表示のストライプパターンを表
示させ、30℃にて1000時間連続して同一のパター
ンを表示させた後に、上記2)と同様の方法及び条件に
よりセル全体が白、黒書き分けられる駆動条件(M2マ
ージン)の測定を行った(サンプル1−A、6−Cつい
ては、実施例3での評価と同様)。この1000時間後
のM2マージンの値と焼き付き実験前(同一パターン表
示前)のM2マージンの値との比をとって、1000時
間後のマージン保存率とした。尚、この保存率の測定温
度は30℃とした。結果を下記表19に示す。
3) Evaluation of display burn-in For element samples 1-A and 7-D, a stripe pattern of black and white display was displayed using the drive waveforms shown in FIG. After the same pattern was displayed, the driving conditions (M2 margin) where the entire cell could be written in black and white were measured by the same method and conditions as in 2) above (samples 1-A and 6-C were implemented). (Similar to the evaluation in Example 3). The ratio between the value of the M2 margin after 1000 hours and the value of the M2 margin before the burn-in test (before displaying the same pattern) was taken as the margin conservation rate after 1000 hours. The measurement temperature of the storage rate was 30 ° C. The results are shown in Table 19 below.

【0433】[0433]

【表19】 [Table 19]

【0434】以上の結果より、マージン保存率は、実駆
動領域でのポリイミドの膜厚が小さくなるに従って向上
する傾向にあり、また導電性の付与された酸化物微粒子
からなる層を含むサンプル7−Dについては、実駆動領
域で液晶に接する面の微少な表面凹凸の効果により非常
に高いマージン保持率を得ることができることが明らか
である。
From the above results, the margin preservation ratio tends to increase as the thickness of the polyimide in the actual driving region decreases, and the sample 7-containing a layer made of oxide fine particles provided with conductivity. As for D, it is clear that a very high margin holding ratio can be obtained due to the effect of minute surface irregularities on the surface in contact with the liquid crystal in the actual driving region.

【0435】以上の結果より、配向規制力の非常に強い
領域及び配向規制力は弱いものの配向膜厚を非常に薄く
することによって反電場の影響を減少させた領域とを混
在させることによって、均一な配構成と良好な駆動マー
ジン特性を両立させることが出来ることがわかった。
From the above results, it is possible to obtain a uniform region by mixing a region having a very strong alignment regulating force and a region having a weak alignment regulating force but having a reduced orientation film thickness to reduce the effect of the anti-electric field. It has been found that both a simple arrangement and good drive margin characteristics can be achieved.

【0436】(実施例8)本実施例で使用するセル(単
純マトリクスタイプのセル)を以下の如く作製した。
Example 8 A cell (simple matrix type cell) used in this example was manufactured as follows.

【0437】セル8−D 実施例4におけるセル4−Bの作製において、一方の基
板のポリイミド膜の厚みを2nmとすることを除いて他
の条件は同様にして、マトリクス電極構造を有するセル
(空セル)を作製した。当該セルにおける実駆動領域
(両基板の電極の交差する部分)における絶縁膜(シリ
カ層とポリイミド膜)の合計膜厚は8nmであった。
Cell 8-D In the fabrication of the cell 4-B in Example 4, the other conditions were the same except that the thickness of the polyimide film on one substrate was 2 nm, and the cell having a matrix electrode structure ( Empty cell). The total thickness of the insulating films (silica layer and polyimide film) in the actual driving region (the intersection of the electrodes of both substrates) in the cell was 8 nm.

【0438】8−F ここでは、概略図17に示す断面構造のセル(空セル)
を作製した。
8-F Here, a cell (empty cell) having a sectional structure schematically shown in FIG.
Was prepared.

【0439】透明電極としてストライプパターンのIT
O膜(膜厚約70nm、1ラインの幅16μm、隣接ラ
イン間の間隔4μm)が形成された形成した1.1mm
厚の一対のガラス基板を用意した。
As a transparent electrode, a stripe pattern IT
1.1 mm formed with an O film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm)
A pair of thick glass substrates was prepared.

【0440】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、実施例4のセル4−Bで用いたも
のと同様のポリイミド(前駆体)をスピンコート法によ
り塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥を行った
後、200℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポ
リイミド被膜を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one of the glass substrates by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, the same polyimide (precursor) as that used in the cell 4-B of Example 4 was applied by spin coating, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes, and then 200 The resultant was baked at 1 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0441】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化 OFPR−800)を約2μm厚とな
るようスピンコートした。その後、80℃、30分間の
前乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16μmのス
トライプ状のマスクパターンを用いて、UV(λ=36
5nm)にて16秒間露光した。この時マスクパターン
を、マスク部分が当該基板のITO膜パターンのライン
間に対応するように配置した。その後、有機系現像液
(ジプレー社製 MFCD−26)を用いて現像し、流
水洗浄を3分間行った後、100℃、10分間の乾燥を
行い、ITO膜パターンのライン間に対応したレジスト
膜パターンを得た。続いて、低温水銀ランプを用い、基
板温度を60℃に保ち、波長254nmにおける光エネ
ルギー量が8J/cm2 となるUV強度にてUVアッシ
ング処理を行って、レジスト膜のない部分のポリイミド
を除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジス
トストリップN−320)を用いレジスト膜パターンを
剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、
基板上に、ITO膜のライン間に対応してストライプ状
のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μm、図
17の層15aに相当)と、ITO膜のラインに対応し
て膜厚約2nmで存在する部分(幅16μm、図17の
層17aに相当)からなるポリイミド膜パターンを得
た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Thereafter, pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, and then UV (λ = 36) using a stripe-shaped mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm.
(5 nm) for 16 seconds. At this time, the mask pattern was arranged such that the mask portion corresponded between the lines of the ITO film pattern of the substrate. Thereafter, the resist film is developed using an organic developer (MFCD-26 manufactured by Ziprey Co., Ltd.), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and resist film corresponding to the line between the ITO film patterns. Got the pattern. Subsequently, using a low-temperature mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 8 J / cm 2 , thereby removing the polyimide without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus,
On the substrate, there is a portion (width 4 μm, corresponding to the layer 15a in FIG. 17) in which a stripe-shaped polyimide film exists 50 nm corresponding to the interval between the ITO film lines, and a film thickness of about 2 nm corresponding to the ITO film line. A polyimide film pattern consisting of existing portions (width 16 μm, corresponding to layer 17a in FIG. 17) was obtained.

【0442】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in the case of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0443】他方のガラス基板に、ゾルゲルタイプのシ
リカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布し、
膜厚3nmのシリカ層を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating.
A 3 nm-thick silica layer was obtained.

【0444】このように作製されたセルにおける実駆動
領域(両基板の電極の交差する部分)における絶縁膜
(シリカ層とポリイミド膜)の合計膜厚は8nmであっ
た。
The total thickness of the insulating film (silica layer and polyimide film) in the actual driving region (the portion where the electrodes of both substrates intersect) in the cell thus fabricated was 8 nm.

【0445】続いて一方の基板(ポリイミドを塗布した
側の基板)上にスペーサーとして、平均粒径2.0μm
のシリカビーズを散布し、他方の基板を、各基板の電極
が直交しマトリックス電極配置(図11に示すような配
置)となるように重ね合わせ、概略図17に示すような
断面構造のセル(空セル)を作製した。
Subsequently, a spacer having an average particle size of 2.0 μm was formed on one of the substrates (the substrate on which polyimide was applied) as a spacer.
And the other substrate is overlapped so that the electrodes of the respective substrates are orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11), and a cell having a cross-sectional structure as schematically shown in FIG. Empty cell).

【0446】尚、セル8−Fのサイズは2.5cm×
3.5cmとした(ポリイミド膜のラインと一致するI
TO膜のストライプ方向での辺を2.5cmとする)。
The size of the cell 8-F is 2.5 cm ×
3.5 cm (I coincided with the polyimide film line)
The side in the stripe direction of the TO film is 2.5 cm).

【0447】セル8−G 透明電極としてストライプパターンのITO膜(膜厚約
70nm、1ラインの幅16μm、隣接ライン間の間隔
4μm)が形成された形成した1.1mm厚の一対のガ
ラス基板を用意した。
Cell 8-G A pair of 1.1 mm-thick glass substrates each formed with a stripe-patterned ITO film (thickness: about 70 nm, width of one line: 16 μm, interval between adjacent lines: 4 μm) as a transparent electrode were formed. Prepared.

【0448】このガラス基板の一方に、ゾルゲルタイプ
のシリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、実施例4のセル4−Bで用いたも
のと同様のポリイミド(前駆体)をスピンコート法によ
り塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥を行った
後、300℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポ
リイミド被膜を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to one of the glass substrates by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, the same polyimide (precursor) as that used in the cell 4-B of Example 4 was applied by a spin coating method, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. The resultant was baked at 1 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0449】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化 OFPR−800)を約2μm厚とな
るようスピンコートした。その後、80℃、30分間の
前乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16のマスク
パターンを用いて、UV(λ=365nm)にて16秒
間露光した。その後、有機系現像液(ジプレー社製MF
CD−26)を用いて現像し、流水洗浄を3分間行った
後、100℃、10分間の乾燥を行い、ITO膜パター
ンのライン間に対応したストライプ状レジスト膜パター
ンを得た。続いて、低温水銀ランプを用い、基板温度を
60℃に保ち、波長254nmにおける光エネルギー量
が12J/cm2 となるUV強度にてUVアッシング処
理を行って、レジスト膜のない部分のポリイミドを除去
した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジストスト
リップN−320)を用いレジスト膜パターンを剥離し
た後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、基板上
に、ITO膜のライン間に対応してストライプ状のポリ
イミド膜が50nm存在する部分と(幅4μm)、IT
O膜のラインに対応した部分ではポリイミド膜が存在し
ない部分(幅16μm)からなるポリイミド膜パターン
を得た。
Then, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film so as to have a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, exposure was performed for 16 seconds by UV (λ = 365 nm) using a mask pattern having a mask width of 4 μm and an interval of 16 for 16 seconds. Then, an organic developer (MF, manufactured by Zipley Co., Ltd.)
After developing using CD-26) and washing with running water for 3 minutes, drying was performed at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a striped resist film pattern corresponding to the interval between the lines of the ITO film pattern. Subsequently, using a low-temperature mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 12 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. In this way, a portion (4 μm in width) where the stripe-shaped polyimide film exists on the substrate corresponding to the distance between the lines of the ITO film at a thickness of 50 nm,
At the portion corresponding to the O film line, a polyimide film pattern consisting of a portion (width 16 μm) where no polyimide film was present was obtained.

【0450】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と垂直な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as those of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction perpendicular to the stripe direction of the polyimide film.

【0451】他方のガラス基板には、ゾルゲルタイプの
シリカのエタノール溶液をスピンコート法により塗布
し、その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施し、膜厚は3nmのシリカ層を得
た。該シリカ層上に、実施例1のセル1−Aで用いたも
のと同様のポリイミド(前駆体)をスピンコート法によ
り塗布し、その後、80℃、5分間の前乾燥を行った
後、300℃で1時間加熱焼成を施し膜厚50nmのポ
リイミド被膜を得た。
An ethanol solution of sol-gel type silica was applied to the other glass substrate by spin coating, followed by pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes.
The resultant was dried by heating at 1 ° C. for 1 hour to obtain a silica layer having a thickness of 3 nm. On the silica layer, the same polyimide (precursor) as that used in the cell 1-A of Example 1 was applied by a spin coating method, and then pre-dried at 80 ° C. for 5 minutes. The resultant was baked at 1 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 nm.

【0452】次いで、上記ポリイミド膜上に、ポジレジ
スト(東京応化 OFPR−800)を約2μm厚とな
るようスピンコートした。その後、80℃、30分間の
前乾燥を行った後、マスク幅4μm、間隔16μmのマ
スクパターンを用いて、UV(λ=365nm)にて1
6秒間露光した。その後、有機系現像液(ジプレー社製
MFCD−26)を用いて現像し、流水洗浄を3分間
行った後、100℃、10分間の乾燥を行い、ITO膜
パターンのライン間に対応したストライプ状のレジスト
膜パターンを得た。続いて、低温水銀ランプを用い、基
板温度を60℃に保ち、波長254nmにおける光エネ
ルギー量が6J/cm2 となるUV強度にてUVアッシ
ング処理を行って、レジスト膜のない部分のポリイミド
を除去した。次いで、剥離液(ナガセ産業社製 レジス
トストリップN−320)を用いレジスト膜パターンを
剥離した後、流水洗浄し基板を乾燥させた。こうして、
基板上に、ITO膜のライン間に対応してストライプ状
のポリイミド膜が50nm存在する部分(幅4μm)
と、ITO膜のラインに対応して膜厚約2nmで存在す
る部分(幅16μm)からなるポリイミド膜パターンを
得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka OFPR-800) was spin-coated on the polyimide film to a thickness of about 2 μm. Then, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 30 minutes, using a mask pattern with a mask width of 4 μm and an interval of 16 μm, UV irradiation (λ = 365 nm) was performed.
Exposure was for 6 seconds. Thereafter, the film is developed using an organic developer (MFCD-26 manufactured by Ziprey), washed with running water for 3 minutes, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and striped corresponding to the ITO film pattern between lines. Was obtained. Subsequently, using a low-temperature mercury lamp, the substrate temperature is maintained at 60 ° C., and UV ashing is performed at a UV intensity at which the light energy at a wavelength of 254 nm is 6 J / cm 2 , thereby removing the polyimide in the portion without the resist film. did. Next, the resist film pattern was stripped off using a stripping solution (Nagase Sangyo Co., Ltd., resist strip N-320), washed with running water, and the substrate was dried. Thus,
A portion (4 μm in width) where a stripe-shaped polyimide film is present on the substrate at a thickness of 50 nm corresponding to between the lines of the ITO film.
Then, a polyimide film pattern consisting of a portion (width 16 μm) having a thickness of about 2 nm corresponding to the line of the ITO film was obtained.

【0453】続いて、当該基板上のポリイミド膜パター
ンに対して、実施例1のセル1−Aの場合と同様の方法
及び条件により一軸配向処理としてラビング処理を施し
た。ラビング処理の方向は、ポリイミド膜のストライプ
方向と平行な方向に設定した。
Subsequently, the polyimide film pattern on the substrate was subjected to a rubbing treatment as a uniaxial orientation treatment by the same method and under the same conditions as in the case of the cell 1-A of Example 1. The direction of the rubbing treatment was set in a direction parallel to the stripe direction of the polyimide film.

【0454】続いて一方の基板上にスペーサーとして、
平均粒径2.0μmのシリカビーズを散布し、他方の基
板を、各基板の電極が直交しマトリックス電極配置(図
11に示すような配置)となるように重ね合わせ、実駆
動領域でのポリイミド膜の存在を除いて概略図9に示す
ような断面構造のセル(空セル)を作製した。
Subsequently, as a spacer on one of the substrates,
Silica beads having an average particle size of 2.0 μm are scattered, and the other substrate is superimposed so that the electrodes of each substrate are orthogonal to each other in a matrix electrode arrangement (arrangement as shown in FIG. 11). A cell (empty cell) having a cross-sectional structure as schematically shown in FIG. 9 was prepared except for the presence of the film.

【0455】尚、セル8−Gのサイズは2.5cm×
3.5cmとした。
The size of the cell 8-G is 2.5 cm ×
It was 3.5 cm.

【0456】上述したプロセスで作製した各セル8−
D、8−F、8−G及び前述の実施例で作製した1−
A、1−B、4−B、6−Cに液晶組成物LC−1を等
方相の温度にて注入し、液晶をカイラルスメクチック液
晶相を示す温度まで冷却し、双安定性を示すカイラルス
メクチック液晶素子サンプルを作製した。この冷却の過
程を偏光顕微鏡内で観察したところ、セル6−C、8−
F、8−Gでは、スメクチックA相への転移温度付近か
ら図3に示すようなバトネの発生、成長による配向状態
の形成過程が観察された。
Each cell 8-
D, 8-F, 8-G and 1- produced in the above-described embodiment.
A, 1-B, 4-B, 6-C, the liquid crystal composition LC-1 is injected at an isotropic phase temperature, the liquid crystal is cooled to a temperature at which a chiral smectic liquid crystal phase is exhibited, and a chiral liquid exhibiting bistability is obtained. A smectic liquid crystal element sample was manufactured. Observation of this cooling process with a polarizing microscope revealed that cells 6-C and 8-
In F and 8-G, a process of forming an alignment state due to generation and growth of a butene as shown in FIG. 3 was observed from around the transition temperature to the smectic A phase.

【0457】尚、各セルの液晶と接する面を構成するポ
リシロキサン、ポリイミドの表面の表面電位について
は、実施例4で測定した結果を参照する方法により測定
した。
The surface potential of polysiloxane and polyimide constituting the surface of each cell in contact with the liquid crystal was measured by a method referring to the result measured in Example 4.

【0458】1)配向均一性の評価 液晶素子に電圧を印加して、カイラルスメクチック液晶
を一方の状態にスイッチングさせ、クロスニコル下で偏
光顕微鏡による目視観測によって、配向均一性の評価を
行った。サンプル1−B、8−Dでは視野内の約半分が
フォーカルコニック状態であったが、他のサンプルでは
全面均一であった全面均一な配向状態が得られた。
1) Evaluation of alignment uniformity A voltage was applied to the liquid crystal element to switch the chiral smectic liquid crystal to one state, and the alignment uniformity was evaluated by visual observation with a polarizing microscope under crossed Nicols. In Samples 1-B and 8-D, about half of the visual field was in the focal conic state, but in the other samples, the entire surface was uniform, which was uniform.

【0459】2)徐冷後の分子位置の評価 偏光顕微鏡による目視観測によって、SmA相からSm
* 相へと徐冷した直後の分子位置の評価を行った(セ
ル1−A,4−B,6−C,8−F,8−Gについ
て)。このときクロスニコル下での偏光顕微鏡観測時に
層法線方向(ラビング処理)から反時計周りに傾いた分
子位置を第一の安定状態(S1)、時計周りに傾いた分
子位置を第二の安定状態(S2)と定義した。尚、セル
6−C及び8−Fでは、ポリイミド膜パターンが設けら
れた基板を上側(観察者側)に配置した。結果を下記表
20に示す。
2) Evaluation of molecular position after slow cooling Visual observation with a polarizing microscope revealed that Sm
The molecular position immediately after cooling to the C * phase was evaluated (for cells 1-A, 4-B, 6-C, 8-F, 8-G). At this time, at the time of observation with a polarizing microscope under crossed Nicols, the position of a molecule tilted counterclockwise from the layer normal direction (rubbing treatment) is a first stable state (S1), and the position of a molecule tilted clockwise is a second stable state. State (S2) was defined. In the cells 6-C and 8-F, the substrate provided with the polyimide film pattern was arranged on the upper side (observer side). The results are shown in Table 20 below.

【0460】[0460]

【表20】 [Table 20]

【0461】3)M2マージン(M2)の測定 M2マージンの測定方法を説明する。まず、クロスニコ
ルに配置された偏光板間にセルを設置し、図13に示す
駆動波形(Vop=20V、1/3.3バイアス、1/
1000デューティー)を用いて、M2マージンの測定
を行った。印加パルス波形の長さΔtを変化させながら
暗状態(黒表示)と明状態(白表示)をそれぞれ書き込
み、明、暗それぞれの状態を書き込める印加パルス波形
の長さΔtの範囲が図15の様になった場合において駆
動マージンパラメータをM2=(Δt4−Δt1)/
(Δt4+Δt1)として上記サンプルについて温度を
数点振ってM2マージンを評価した。
3) Measurement of M2 Margin (M2) A method of measuring the M2 margin will be described. First, a cell was installed between polarizing plates arranged in crossed Nicols, and a driving waveform (Vop = 20 V, 1 / 3.3 bias, 1 /
The M2 margin was measured using (1000 duty). The dark state (black display) and the bright state (white display) are written while changing the applied pulse waveform length Δt, and the range of the applied pulse waveform length Δt in which the bright and dark states can be written is as shown in FIG. Is satisfied, the driving margin parameter is set to M2 = (Δt4−Δt1) /
With respect to the sample, the temperature was changed at several points as (Δt4 + Δt1), and the M2 margin was evaluated.

【0462】結果を下記表21に示す。The results are shown in Table 21 below.

【0463】[0463]

【表21】 [Table 21]

【0464】この結果から、素子1−Aについては、室
温以上におけるM2マージンは大きいものの、低温側で
の駆動マージンが著しく悪くなっていることがわかる。
これは低温側での反電場の影響によるものと予測され
る。一方、配向性の悪い素子1−Bに関しては、全体と
してM2マージンの値は小さいものの、素子1−Bは素
子1−Aと比較して配向膜厚が薄く配向制御層の電気容
量が大きいため、低温側でのマージンの減少量が小さく
なっている。一方、素子6−C、8−Gは有効スイッチ
ング領域の配向制御層の電気容量が大きく、低温側での
マージンの減少量が小さくなっている。また配向膜厚が
薄いため反電場の影響が少なく、低温側でのM2マージ
ンの減少量が小さくなっている。また、実駆動領域中に
配向膜LP64が存在している素子4−B、8−D、8
−Fについては双安定性が崩れており(一方にのみ安定
な単安定状態となっており)、十分スイッチングさせる
ことが出来なかった。
From this result, it can be seen that the element 1-A has a large M2 margin at room temperature or higher, but has a significantly worse driving margin on the low temperature side.
This is expected to be due to the effect of the anti-electric field on the low temperature side. On the other hand, as for the element 1-B having poor orientation, although the value of the M2 margin is small as a whole, the element 1-B has a smaller orientation film thickness and a larger electric capacity of the orientation control layer than the element 1-A. In addition, the amount of decrease in the margin on the low temperature side is small. On the other hand, in the elements 6-C and 8-G, the electric capacity of the orientation control layer in the effective switching region is large, and the reduction amount of the margin on the low temperature side is small. Further, since the orientation film thickness is small, the influence of the anti-electric field is small, and the reduction amount of the M2 margin on the low temperature side is small. Further, the elements 4-B, 8-D, and 8-D in which the alignment film LP64 exists in the actual driving region.
Regarding -F, the bistability was broken (only one of them was in a stable monostable state), and switching could not be performed sufficiently.

【0465】4)コントラスト(C/R)の測定 コントラストの測定方法を説明する。まず、クロスニコ
ルに配置された偏光板間に液晶が注入されたセルを設置
し、図14に示す駆動波形(Vop=20V、1/3.
3バイアス、1/1000デューティー)を用いて、3
0℃におけるコントラストの測定を行った。このとき印
加パルス波形の長さΔtを変化させながら暗状態と明状
態をそれぞれ書き込み、明、暗それぞれの状態を書き込
める印加パルス波形の長さΔtの範囲が図15の様にな
った場合、その書き込み可能最小パルス幅(Δt1)に
おいて明暗それぞれについてフォトマルによる透過光量
の測定を行い、それらの比をとってコントラストとし
た。尚、偏光板に対するセルの設置角度は電界無印加時
に実駆動領域において暗状態が最暗となる位置にあわせ
た。また、透過光量の測定範囲は約100μm×約10
0μmとし、画素間部分(電極が互いに交差する実駆動
領域間の部分)の透過光量も含むようにした。
4) Measurement of Contrast (C / R) A method of measuring contrast will be described. First, a cell into which liquid crystal was injected was placed between polarizing plates arranged in crossed Nicols, and a driving waveform (Vop = 20 V, 1/3.
3 bias, 1/1000 duty)
The contrast was measured at 0 ° C. At this time, while changing the length Δt of the applied pulse waveform, the dark state and the bright state are written, respectively, and when the range of the applied pulse waveform Δt in which the bright and dark states can be written becomes as shown in FIG. At the minimum writable pulse width (Δt1), the amount of transmitted light by photomultiplier was measured for each of light and dark, and the ratio was taken as the contrast. In addition, the installation angle of the cell with respect to the polarizing plate was set to a position where the dark state becomes the darkest in the actual driving region when no electric field was applied. The measurement range of the amount of transmitted light is about 100 μm × about 10 μm.
The distance was set to 0 μm, and the amount of transmitted light in a portion between pixels (a portion between actual driving regions where electrodes intersect each other) was included.

【0466】配向性の関係でサンプル1−A、6−C、
8−Gについてコントラストの測定が可能であった。結
果を下記表21に示す。
Samples 1-A, 6-C,
For 8-G, the measurement of contrast was possible. The results are shown in Table 21 below.

【0467】[0467]

【表22】 [Table 22]

【0468】素子1−A、6−Cについては画素間部分
がほぼ双安定性であることから白ドメイン及び黒ドメイ
ンがほぼ同じ面積比で振り分けられており、白ドメイン
部分は画素間に存在しているため外部からの電界にも応
答せず光漏れが生じている。その結果コントラストが非
常に小さくなってしまっている。一方、素子8−Gは画
素間部分の上下基板の表面電位が釣り合っていないため
画素間部分のみが非対称となっている。そのため画素間
の分子位置は一方向に揃っており、この分子位置がクロ
スニコル下において遮光状態となるようセルを設置した
ため、画素間部分からの光漏れのない、コントラストが
十分取れた素子を得ることができる。
In elements 1-A and 6-C, the white domain and the black domain are distributed at substantially the same area ratio because the inter-pixel portion is almost bistable, and the white domain portion exists between the pixels. Therefore, light leakage occurs without responding to an external electric field. As a result, the contrast is very small. On the other hand, in the element 8-G, only the portion between pixels is asymmetric because the surface potentials of the upper and lower substrates in the portion between pixels are not balanced. Therefore, the molecular positions between the pixels are aligned in one direction, and the cells are installed so that the molecular positions are in a light-shielding state under crossed Nicols, so that an element having sufficient contrast without light leakage from a portion between the pixels is obtained. be able to.

【0469】[0469]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれば
配向均一性及び駆動特性が共に向上した液晶素子、特に
カイラルスメクチック液晶を用いた液晶素子であって、
スメチック液晶相の配向性が均一であり、駆動マージン
の温度依存性が低減されあるいは高速応答性が実現され
た液晶素子が提供される。
As described in detail above, according to the present invention, a liquid crystal device having improved alignment uniformity and driving characteristics, particularly a liquid crystal device using a chiral smectic liquid crystal,
Provided is a liquid crystal element in which the orientation of a smectic liquid crystal phase is uniform, the temperature dependence of a driving margin is reduced, or high-speed response is realized.

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

【図1】本発明の一実施態様にかかる液晶素子に用いる
基板の構造を示す平面図。
FIG. 1 is a plan view showing a structure of a substrate used for a liquid crystal element according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一の実施態様にかかる液晶素子の構
造を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the liquid crystal element according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(A)〜(C):本発明の液晶素子における液
晶の配向状態の形成過程の一例を模式的に示す図。
FIGS. 3A to 3C are diagrams schematically showing an example of a process of forming a liquid crystal alignment state in a liquid crystal element of the present invention.

【図4】(A)〜(C):本発明の液晶素子における液
晶の配向状態の形成過程の他の例を模式的に示す図。
4A to 4C are diagrams schematically showing another example of a process of forming a liquid crystal alignment state in the liquid crystal element of the present invention.

【図5】(A)〜(C):本発明の液晶素子における液
晶の配向状態の形成過程の更に他の例を模式的に示す
図。
5A to 5C are diagrams schematically showing still another example of the process of forming the alignment state of the liquid crystal in the liquid crystal element of the present invention.

【図6】本発明の第四の実施態様にかかる液晶素子の構
造を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a structure of a liquid crystal element according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第五の実施態様にかかる液晶素子の構
造を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】図7に示す基板(12a)側での配向制御層と
電極の位置関係を示す図。
8 is a view showing a positional relationship between an orientation control layer and electrodes on the substrate (12a) side shown in FIG.

【図9】本発明の第六の実施態様にかかる液晶素子の構
造を示す断面図。
FIG. 9 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal element according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】図9に示す基板(12a)側での配向制御層
と電極の位置関係を示す図。
10 is a diagram showing a positional relationship between an orientation control layer and electrodes on the substrate (12a) side shown in FIG.

【図11】本発明の液晶素子の実施態様における電極構
造の一例を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing an example of an electrode structure in an embodiment of the liquid crystal element of the present invention.

【図12】本発明の液晶素子に適用される単純マトリッ
クス駆動法の一例を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a simple matrix driving method applied to the liquid crystal element of the present invention.

【図13】本発明の液晶素子に適用される単純マトリッ
クス駆動法の一例を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a simple matrix driving method applied to the liquid crystal element of the present invention.

【図14】図12、13に示す駆動法を用いた際におけ
る、パルス幅と液晶の透過率の関係を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the pulse width and the transmittance of liquid crystal when the driving method shown in FIGS. 12 and 13 is used.

【図15】カイラルスメクチック液晶を用いた、図14
に示す特性を持つ素子における。駆動マージンを説明す
るための図。
FIG. 15 shows the results obtained by using a chiral smectic liquid crystal.
In the element having the characteristics shown in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a drive margin.

【図16】本発明の液晶素子の配向状態の一例を模式的
に示す図。
FIG. 16 is a diagram schematically illustrating an example of an alignment state of the liquid crystal element of the present invention.

【図17】本発明の第二の実施形態にかかる液晶素子の
構造を示す断面図。
FIG. 17 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal element according to a second embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第三の実施形態にかかる液晶素子の
構造を示す断面図。
FIG. 18 is a sectional view showing a structure of a liquid crystal element according to a third embodiment of the present invention.

【図19】本発明の液晶素子に用いるアクティブマトリ
クス基板の平面構造の一例を模式的に示す図。
FIG. 19 is a diagram schematically illustrating an example of a planar structure of an active matrix substrate used for a liquid crystal element of the present invention.

【図20】本発明の液晶素子のアクティブマトリクスタ
イプの構造例を示す断面図。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a structure example of an active matrix type liquid crystal element of the present invention.

【図21】図20に示す構造の等価回路を示す回路図。21 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the structure shown in FIG.

【図22】本発明の液晶素子のアクティブマトリクスタ
イプの場合における駆動波形並びにこれに対応する透過
率変化を示す図。
FIG. 22 is a diagram showing a driving waveform and a change in transmittance corresponding to the driving waveform in the case of an active matrix type liquid crystal element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液晶素子 11 液晶 12a,12b 基板 13a,13b 電極 14a,14b 層 15a,15b 配向制御層 Reference Signs List 1 liquid crystal element 11 liquid crystal 12a, 12b substrate 13a, 13b electrode 14a, 14b layer 15a, 15b alignment control layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 省誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 三浦 聖志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 渡部 泰之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Sho Makoto Mori 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Satoshi Miura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo (72) Inventor Yasuyuki Watanabe 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.

Claims (76)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板間に液晶を有し、少なくとも
一方の基板側に液晶と接し少なくとも選択的に設けられ
た液晶に対して一軸配向規制力を有する第一の領域と、
該第一の領域外の該第一の領域に比較して液晶に対する
一軸配向規制力が弱い又は実質的に一軸配向規制力を持
たない第二の領域とを有し、該液晶は、基板間において
降温時に液体相−液晶相の相転移過程で該第一の領域に
接する部分から液晶相への転移が生じて、該第一の領域
における一軸配向軸に沿って液晶相転移領域が成長し、
該第二の領域に連続的に液晶相転移領域が拡大して配向
状態が形成されたものであることを特徴とする液晶素
子。
A first region having a liquid crystal between a pair of substrates and having a uniaxial alignment regulating force with respect to a liquid crystal provided at least selectively in contact with the liquid crystal on at least one substrate side;
A second region having a weak uniaxial alignment regulating force with respect to the liquid crystal compared to the first region outside the first region or having substantially no uniaxial alignment regulating force, wherein the liquid crystal is formed between the substrates. In the temperature drop, a transition from a portion in contact with the first region to a liquid crystal phase occurs in a liquid phase-liquid crystal phase transition process, and a liquid crystal phase transition region grows along a uniaxial orientation axis in the first region. ,
A liquid crystal element characterized in that a liquid crystal phase transition region is continuously enlarged in the second region to form an alignment state.
【請求項2】 前記一軸配向規制力を有する第一の領域
の基板面と実質的に平行な面に接する液晶領域の液体相
−液晶相転移温度が、前記第二の領域に接する部分での
液晶領域の液体相−液晶相転移温度より高い請求項1記
載の液晶素子。
2. A liquid phase-liquid crystal phase transition temperature of a liquid crystal region in contact with a surface substantially parallel to a substrate surface of a first region having a uniaxial alignment regulating force, in a portion in contact with the second region. 2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the temperature is higher than a liquid phase-liquid crystal phase transition temperature of a liquid crystal region.
【請求項3】 前記液晶はスメクチック液晶相を示し、
降温時に、液晶の相転移過程で前記一軸配向規制力を有
する第一の領域の基板面と実質的に平行な面に接する液
晶領域からスメクチック液晶相への転移が生じて該第一
の領域の一軸配向軸方向に沿って連続的にスメクチック
液晶相転移領域が拡大し配向状態が形成されたものであ
ることを特徴とする請求項1記載の液晶素子。
3. The liquid crystal shows a smectic liquid crystal phase,
During the temperature drop, a transition from a liquid crystal region in contact with a surface substantially parallel to the substrate surface of the first region having the uniaxial alignment regulating force to a smectic liquid crystal phase occurs in a phase transition process of the liquid crystal, and the first region has 2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the smectic liquid crystal phase transition region is continuously expanded along the uniaxial alignment axis direction to form an alignment state.
【請求項4】 前記液晶は液体相−スメクチック液晶相
の相転移をとるカイラルスメクチック液晶であり、降温
時に、液晶の相転移過程で前記選択的に設けられた第一
の領域の基板と実質的に平行方向の面に接する液晶領域
からスメクチック液晶相への転移が生じて該第一の領域
の一軸配向軸方向に沿って連続的にスメクチック液晶相
転移領域が拡大し配向状態が形成されたものであること
を特徴とする請求項1記載の液晶素子。
4. The liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal that takes a phase transition from a liquid phase to a smectic liquid crystal phase. When the temperature is lowered, the liquid crystal is substantially in contact with the substrate in the selectively provided first region in the phase transition process of the liquid crystal. The transition from the liquid crystal region in contact with the plane parallel to the surface to the smectic liquid crystal phase occurs, and the smectic liquid crystal phase transition region continuously expands along the uniaxial orientation axis direction of the first region to form an alignment state. The liquid crystal device according to claim 1, wherein
【請求項5】 一方の基板にのみ前記一軸配向規制力を
有する第一の領域が選択的に設けられており、前記液晶
は、液体相−スメクチック液晶相の相転移をとるカイラ
ルスメクチック液晶からなり、降温時に液晶の相転移過
程で該第一の領域の基板と実質的に平行方向の面に接す
る液晶領域からスメクチック液晶相への転移が生じて該
第一の領域の一軸配向軸方向に沿って連続的にスメクチ
ック液晶相転移領域が拡大し配向状態が形成されたもの
であることを特徴とする請求項4記載の液晶素子。
5. The method according to claim 1, wherein the first region having the uniaxial alignment regulating force is selectively provided only on one of the substrates, and the liquid crystal is composed of a chiral smectic liquid crystal that takes a phase transition from a liquid phase to a smectic liquid crystal phase. During the phase transition process of the liquid crystal at the time of temperature drop, a transition from a liquid crystal region in contact with a surface of the first region substantially parallel to the substrate to a smectic liquid crystal phase occurs, and the first region extends along the uniaxial orientation axis direction. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the smectic liquid crystal phase transition region is continuously expanded to form an alignment state.
【請求項6】 前記第一の領域が、液晶を構成するスメ
クチック層の方向と同方向に連続した形状で選択的に設
けられている請求項3乃至5のいずれかに記載の液晶素
子。
6. The liquid crystal device according to claim 3, wherein the first region is selectively provided in a shape continuous in the same direction as the direction of the smectic layer constituting the liquid crystal.
【請求項7】 前記一軸配向規制力を有する第一の領域
は、前記液晶を構成するスメクチック層の方向と同方向
を長手方向とする複数のストライプからなるパターンの
配向制御層パターンである請求項3乃至5のいずれかに
記載の液晶素子。
7. The first region having a uniaxial alignment regulating force is an alignment control layer pattern of a pattern formed by a plurality of stripes whose longitudinal direction is the same as the direction of the smectic layer constituting the liquid crystal. 6. The liquid crystal device according to any one of items 3 to 5.
【請求項8】 前記複数のストライプパターンの配向制
御層の一ストライプ部分のスメクチック層法線方向の長
さが、該配向制御層の隣接するストライプ間の該配向制
御層が設けられない部分のスメクチック層の法線方向の
長さより短い請求項7記載の液晶素子。
8. The smectic layer in a direction normal to a smectic layer portion of one stripe portion of the orientation control layer of the plurality of stripe patterns, and a smectic portion between adjacent stripes of the orientation control layer where the orientation control layer is not provided. The liquid crystal device according to claim 7, wherein the length is shorter than the length of the layer in the normal direction.
【請求項9】 前記一軸配向規制力を有する第一の領域
層が設けられた基板において、該第一の領域層の全平面
積が、該第一の領域以外の全平面積より小さい請求項1
記載の液晶素子。
9. A substrate provided with a first region layer having a uniaxial alignment regulating force, wherein a total plane area of the first region layer is smaller than a total plane area other than the first region. 1
The liquid crystal element according to the above.
【請求項10】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域は、有機絶縁膜をラビング処理した配向制御層である
請求項1記載の液晶素子。
10. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the first region having a uniaxial alignment regulating force is an alignment control layer obtained by rubbing an organic insulating film.
【請求項11】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域を有する基板において、該第一の領域層と、前記第二
の領域で液晶と接する層を構成する材料とが異なる材料
からなる請求項1記載の液晶素子。
11. A substrate having a first region having a uniaxial alignment regulating force, wherein the first region layer and a material forming a layer in contact with a liquid crystal in the second region are made of different materials. Item 2. The liquid crystal element according to item 1.
【請求項12】 前記第二の領域で液晶と接する層が一
軸配向規制力を実質的に持たず、該第二の領域の液晶と
接する部分が、垂直配向材からなる請求項1記載の液晶
素子。
12. The liquid crystal according to claim 1, wherein a layer in contact with the liquid crystal in the second region has substantially no uniaxial alignment regulating force, and a portion of the second region in contact with the liquid crystal is made of a vertical alignment material. element.
【請求項13】 前記第二の領域の液晶と接する部分
が、シランカップリング材、フッ素含有膜、有機変性シ
リカからなる群より選ばれる少なくとも1種の材料から
なる請求項12記載の液晶素子。
13. The liquid crystal device according to claim 12, wherein the portion of the second region in contact with the liquid crystal is made of at least one material selected from the group consisting of a silane coupling material, a fluorine-containing film, and organically modified silica.
【請求項14】 片方の基板には一軸配向規制力を実質
的に持たない配向制御層が設けられており、該配向制御
層が全面で液晶に接する請求項1記載の液晶素子。
14. The liquid crystal device according to claim 1, wherein one of the substrates is provided with an alignment control layer having substantially no uniaxial alignment control force, and the alignment control layer contacts the liquid crystal over the entire surface.
【請求項15】 前記選択的に形成された一軸配向規制
力を有する第一の領域を有する基板において、該第二の
領域を構成する層が基板全面に設けられ、該第二の領域
を構成する層上に一軸配向規制力を有する第一の領域を
構成する配向制御層が選択的に設けられている請求項1
記載の液晶素子。
15. A substrate having a selectively formed first region having a uniaxial alignment regulating force, wherein a layer forming the second region is provided on the entire surface of the substrate, and the second region is formed. 2. An alignment control layer constituting a first region having a uniaxial alignment regulating force is selectively provided on a layer to be formed.
The liquid crystal element according to the above.
【請求項16】 前記選択的に形成された一軸配向規制
力を有する第一の領域を有する基板において、該第二の
領域を構成する層が基板全面に設けられ、該第二の領域
を構成する層上に一軸配向規制力を有する第一の領域を
構成する配向制御層が選択的に設けられている請求項1
4記載の液晶素子。
16. In the substrate having the selectively formed first region having a uniaxial alignment regulating force, a layer constituting the second region is provided on the entire surface of the substrate, and the second region is formed. 2. An alignment control layer constituting a first region having a uniaxial alignment regulating force is selectively provided on a layer to be formed.
4. The liquid crystal element according to 4.
【請求項17】 前記液晶が、フルオロカーボン末端部
分及び炭化水素部分が中心核によって結合された構造で
あって、スメクチック中間相又は潜在的スメクチック中
間相を有するフッ素含有液晶化合物を少なくとも1種を
含有するカイラルスメクチック液晶組成物である請求項
3乃至5記載の液晶素子。
17. The liquid crystal has a structure in which a terminal portion of a fluorocarbon and a hydrocarbon portion are bound by a central nucleus, and contains at least one fluorine-containing liquid crystal compound having a smectic intermediate phase or a latent smectic intermediate phase. 6. The liquid crystal device according to claim 3, which is a chiral smectic liquid crystal composition.
【請求項18】 前記一対の基板の夫々にストライプ状
の電極群が設けられ、各基板の電極群がマトリックス構
造を形成しており、前記一軸配向規制力を有する第一の
領域が、少なくとも各基板の電極が交差していない部分
に選択的に設けられる請求項1記載の液晶素子。
18. A stripe-shaped electrode group is provided on each of the pair of substrates, the electrode group of each substrate forms a matrix structure, and the first region having the uniaxial alignment regulating force is at least 2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the electrodes of the substrate are selectively provided at portions where the electrodes do not intersect.
【請求項19】 前記液晶の部分は、前記少なくとも一
方の基板の第一の領域に対応した基板界面付近の液晶分
子と基板間のバルク液晶分子が実質的に連続配列状態で
ある第一の液晶領域と、前記少なくとも一方の基板の第
二の領域に対応した基板界面付近の液晶分子と基板間の
バルク液晶分子が不連続配列状態である第二の液晶領域
から構成されていることを特徴とした請求項1記載の液
晶素子。
19. The liquid crystal part, wherein the liquid crystal molecules near the substrate interface corresponding to the first region of the at least one substrate and the bulk liquid crystal molecules between the substrates are in a substantially continuous alignment state. Region, and the liquid crystal molecules near the substrate interface corresponding to the second region of the at least one substrate and the bulk liquid crystal molecules between the substrates are constituted by a second liquid crystal region in a discontinuous alignment state. The liquid crystal device according to claim 1.
【請求項20】 前記第二の液晶領域に対応する基板表
面の少なくとも一方が、一軸配向規制力を実質的に持た
ない請求項19記載の液晶素子。
20. The liquid crystal device according to claim 19, wherein at least one of the substrate surfaces corresponding to the second liquid crystal region has substantially no uniaxial alignment regulating force.
【請求項21】 前記第二の液晶領域に対応する少なく
とも一方の基板側の第二の領域が、算術平均粗さRaが
2nm以上の表面粗さを有する請求項19記載の液晶素
子。
21. The liquid crystal device according to claim 19, wherein at least one of the second regions corresponding to the second liquid crystal region has a surface roughness with an arithmetic average roughness Ra of 2 nm or more.
【請求項22】 前記第二の液晶領域に対応する少なく
とも一方の基板側の第二の領域が、自乗平均粗さRms
が2.5nm以上の表面粗さを有する請求項19記載の
液晶素子。
22. A second region on the side of at least one substrate corresponding to the second liquid crystal region has a root mean square roughness Rms.
20. The liquid crystal device according to claim 19, wherein has a surface roughness of 2.5 nm or more.
【請求項23】 前記第二の液晶領域に対応する少なく
とも一方の基板側の第二の領域が、表面粗度5%以上の
表面粗さを有する請求項19記載の液晶素子。
23. The liquid crystal device according to claim 19, wherein at least one of the second regions on the substrate side corresponding to the second liquid crystal region has a surface roughness of 5% or more.
【請求項24】 前記液晶の部分が、互いに離間して区
画された複数の実駆動領域からなり、該実駆動領域が前
記第二の液晶領域に相当し、該実駆動領域間の領域が前
記第一の液晶領域に相当する請求項19記載の液晶素
子。
24. The liquid crystal part comprises a plurality of real driving regions separated from each other, the real driving region corresponds to the second liquid crystal region, and a region between the real driving regions is the second liquid crystal region. 20. The liquid crystal device according to claim 19, which corresponds to a first liquid crystal region.
【請求項25】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域に接する第一の液晶領域の液体相−液晶相転移温度
が、前記第二の領域に接する第二の液晶領域の液体相−
液晶相転移温度より高い請求項19記載の液晶素子。
25. A liquid crystal phase transition temperature of a first liquid crystal region in contact with the first region having the uniaxial alignment regulating force, and a liquid crystal phase transition temperature of a second liquid crystal region in contact with the second region.
20. The liquid crystal device according to claim 19, which is higher than a liquid crystal phase transition temperature.
【請求項26】 前記液晶はスメクチック液晶相を示
し、降温時に、液晶の相転移過程で前記一軸配向規制力
を有する第一の領域の基板と実質的に平行な面に接する
液晶領域からスメクチック液晶相への転移が生じて該第
一の領域の一軸配向処理方向に沿って連続的にスメクチ
ック液晶相転移領域が拡大し配向状態が形成されたもの
であることを特徴とする請求項19記載の液晶素子。
26. The liquid crystal exhibits a smectic liquid crystal phase. When the temperature drops, the liquid crystal changes from a liquid crystal region in contact with a plane substantially parallel to the substrate of the first region having the uniaxial alignment regulating force in a phase transition process of the liquid crystal. 20. The liquid crystal display device according to claim 19, wherein a transition to a phase occurs, and the smectic liquid crystal phase transition region continuously expands along the uniaxial orientation processing direction of the first region to form an alignment state. Liquid crystal element.
【請求項27】 前記液晶は液体相−スメクチック液晶
相の相転移をとるカイラルスメクチック液晶であり、降
温時に、液晶の相転移過程で前記選択的に設けられた第
一の領域の基板と実質的に平行方向の面に接するに液晶
領域からスメクチック液晶相への転移が生じて該第一の
領域の一軸配向処理方向に沿って連続的にスメクチック
液晶相転移領域が拡大し配向状態が形成されたものであ
ることを特徴とする請求項19記載の液晶素子。
27. The liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal which takes a phase transition from a liquid phase to a smectic liquid crystal phase. When the temperature is lowered, the liquid crystal substantially becomes in contact with the substrate in the first region selectively provided in the phase transition process of the liquid crystal. The transition from the liquid crystal region to the smectic liquid crystal phase occurred in contact with the surface in the direction parallel to, and the smectic liquid crystal phase transition region was continuously expanded along the uniaxial orientation processing direction of the first region to form an alignment state. 20. The liquid crystal device according to claim 19, wherein:
【請求項28】 一方の基板にのみ前記一軸配向規制力
を有する第一の領域が選択的に設けられており、前記液
晶は、液体相−スメクチック液晶相の相転移をとるカイ
ラルスメクチック液晶からなり、降温時に液晶の相転移
過程で第一の領域の基板と実質的に平行な面に接する液
晶領域からスメクチック液晶相への転移が生じて該第一
の領域の一軸配向処理軸に沿って連続的にスメクチック
液晶相転移領域が拡大し配向状態が形成されたものであ
ることを特徴とする請求項19記載の液晶素子。
28. The method according to claim 28, wherein the first region having the uniaxial alignment regulating force is selectively provided only on one of the substrates, and the liquid crystal is composed of a chiral smectic liquid crystal that takes a phase transition from a liquid phase to a smectic liquid crystal phase. In the course of the liquid crystal phase transition, the transition from the liquid crystal region in contact with the surface substantially parallel to the substrate in the first region to the smectic liquid crystal phase occurs at the time of the temperature drop, and the transition along the uniaxial alignment processing axis of the first region occurs. 20. The liquid crystal device according to claim 19, wherein the smectic liquid crystal phase transition region is expanded to form an alignment state.
【請求項29】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域が、液晶を構成するスメクチック層の方向と同方向に
連続した形状で選択的に設けられている請求項26乃至
28のいずれかに記載の液晶素子。
29. The liquid crystal display according to claim 26, wherein the first region having the uniaxial alignment regulating force is selectively provided in a shape continuous in the same direction as the direction of the smectic layer constituting the liquid crystal. The liquid crystal element according to the above.
【請求項30】 前記選択的に形成された一軸配向規制
力を有する第一の領域は、前記液晶を構成するスメクチ
ック層の方向と同方向を長手方向とする複数のストライ
プからなる配向制御層パターンである請求項26乃至2
8のいずれかに記載の液晶素子。
30. An alignment control layer pattern comprising a plurality of stripes having a longitudinal direction which is the same as the direction of the smectic layer constituting the liquid crystal, wherein the selectively formed first region having a uniaxial alignment regulating force is provided. Claims 26 to 2
9. The liquid crystal element according to any one of 8.
【請求項31】 前記複数のストライプからなるパター
ンの配向制御層の一ストライプ部分のスメクチック層の
法線方向の長さが、該配向制御層の隣接するストライプ
間の該配向制御層が設けられていない部分のスメクチッ
ク層の法線方向の長さより短い請求項30記載の液晶素
子。
31. The alignment control layer is provided between adjacent stripes of the alignment control layer such that a length of the smectic layer in a normal direction of one stripe portion of the alignment control layer in the pattern including the plurality of stripes is provided. 31. The liquid crystal element according to claim 30, wherein the length of the smectic layer in the non-existent portion is shorter than the length in the normal direction.
【請求項32】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域が設けられた基板において、該第一の領域全平面積
が、該第一の領域以外の全平面積より小さい請求項19
記載の液晶素子。
32. A substrate provided with a first region having a uniaxial alignment regulating force, wherein a total plane area of the first region is smaller than a total plane area other than the first region.
The liquid crystal element according to the above.
【請求項33】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域は、有機絶縁膜をラビング処理した配向制御層の実質
的に基板と平行な面領域である請求項19記載の液晶素
子。
33. The liquid crystal device according to claim 19, wherein the first region having a uniaxial alignment regulating force is a surface region of an alignment control layer obtained by rubbing an organic insulating film, which is substantially parallel to the substrate.
【請求項34】 前記有機絶縁膜がポリイミドからなる
請求項33記載の液晶素子。
34. The liquid crystal device according to claim 33, wherein the organic insulating film is made of polyimide.
【請求項35】 前記第二の液晶領域に対応する少なく
とも一方の基板側の第二の領域が、体積抵抗値1.0×
104 〜1.0×1010Ωcmの層からなる請求項19
記載の液晶素子。
35. A second region on at least one substrate side corresponding to the second liquid crystal region has a volume resistance of 1.0 ×.
20. A layer comprising 10 4 to 1.0 × 10 10 Ωcm.
The liquid crystal element according to the above.
【請求項36】 前記第二の液晶領域に対応する少なく
とも一方の基板側の第二の領域が、多結晶又は非晶質金
属酸化物からなる膜、多結晶又は非晶質半導体からなる
膜、及び導電性微粒子を絶縁性の母材中に分散させた膜
からなる請求項19記載の液晶素子。
36. A film formed of a polycrystalline or amorphous metal oxide, a film formed of a polycrystalline or amorphous semiconductor, wherein at least one second region corresponding to the second liquid crystal region on the substrate side comprises: 20. The liquid crystal device according to claim 19, comprising a film in which conductive fine particles are dispersed in an insulating base material.
【請求項37】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域を有する基板において、前記第二の液晶領域に接する
第二の領域が一軸配向規制力を実質的に持たず、該一軸
配向規制力を実質的に持たない第二の領域を構成する層
上に一軸配向規制力を有する第一の領域を構成する配向
制御層が選択的に設けられている請求項19記載の液晶
素子。
37. A substrate having a first region having a uniaxial alignment regulating force, wherein a second region in contact with the second liquid crystal region has substantially no uniaxial alignment regulating force, and 20. The liquid crystal device according to claim 19, wherein an alignment control layer forming a first region having a uniaxial alignment regulating force is selectively provided on a layer forming a second region substantially free of the following.
【請求項38】 前記第二の液晶領域に接する一軸配向
規制力を実質的に持たない第二の領域を構成する層が、
体積抵抗値1.0×104 〜1.0×1010Ωcmの層
である請求項37記載の液晶素子。
38. A layer constituting a second region substantially free of a uniaxial alignment regulating force in contact with the second liquid crystal region,
The liquid crystal element according to claim 37, wherein the layer has a volume resistance of 1.0 × 10 4 to 1.0 × 10 10 Ωcm.
【請求項39】 前記第二の液晶領域に接する一軸配向
規制力を実質的に持たない第二の領域を構成する層が、
多結晶又は非晶質金属酸化物からなる膜、多結晶又は非
晶質半導体からなる膜、及び導電性微粒子を絶縁性の母
材中に分散させた膜からなる請求項37記載の液晶素
子。
39. A layer constituting a second region substantially not having a uniaxial alignment regulating force in contact with the second liquid crystal region,
38. The liquid crystal element according to claim 37, comprising a film made of a polycrystalline or amorphous metal oxide, a film made of a polycrystalline or amorphous semiconductor, and a film in which conductive fine particles are dispersed in an insulating base material.
【請求項40】 前記一対の基板の夫々にストライプ状
の電極群が設けられ、各基板の電極群がマトリックス構
造を形成しており、前記選択的に設けられる一軸配向規
制力を有する第一の領域が、少なくとも各基板の電極が
交差していない部分に選択的に設けられる請求項19記
載の液晶素子。
40. A stripe-shaped electrode group is provided on each of the pair of substrates, and the electrode groups on each substrate form a matrix structure, and the first group has a selectively provided uniaxial alignment regulating force. 20. The liquid crystal device according to claim 19, wherein the region is selectively provided at least in a portion where the electrodes of each substrate do not intersect.
【請求項41】 前記液晶が、フルオロカーボン末端部
分及び炭化水素部分が中心核によって結合された構造で
あって、スメクチック中間相又は潜在的スメクチック中
間相を有するフッ素含有液晶化合物を少なくとも1種を
含有するカイラルスメクチック液晶組成物である請求項
26乃至28のいずれかに記載の液晶素子。
41. The liquid crystal has a structure in which a terminal portion of a fluorocarbon and a hydrocarbon portion are bonded by a central nucleus, and contains at least one fluorine-containing liquid crystal compound having a smectic intermediate phase or a potential smectic intermediate phase. The liquid crystal device according to any one of claims 26 to 28, which is a chiral smectic liquid crystal composition.
【請求項42】 前記液晶を有する一対の基板が一対の
偏光板間に挟持され、液晶素子中を通過する光を変調し
少なくとも明状態及び暗状態を示し、前記少なくとも一
方の基板の選択的に設けられた一軸配向規制力を有する
第一の領域に対応する液晶部分では、暗状態が示される
ような位置に液晶分子が固定化されていることを特徴と
する請求項1記載の液晶素子。
42. A pair of substrates having the liquid crystal is sandwiched between a pair of polarizing plates, modulates light passing through the liquid crystal element to indicate at least a bright state and a dark state, and selectively switches the at least one substrate. 2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal molecules corresponding to the provided first region having the uniaxial alignment regulating force have liquid crystal molecules fixed at positions where a dark state is indicated.
【請求項43】 前記基板間の液晶が互いに離間した複
数の実駆動領域からなり、該実駆動領域間に対応して、
前記一軸配向規制力を有する第一の領域が選択的に設け
られる請求項42記載の液晶素子。
43. A liquid crystal between the substrates comprises a plurality of real driving regions which are separated from each other.
43. The liquid crystal device according to claim 42, wherein the first region having the uniaxial alignment regulating force is selectively provided.
【請求項44】 前記一対の基板の夫々にストライプ状
の電極群が設けられ、各基板の電極群が互いに対向し、
マトリックス構造を形成しており、前記一軸配向規制力
を有する第一の領域は、少なくとも各基板の電極が交差
していない部分に選択的に設けられる請求項42記載の
液晶素子。
44. A stripe-shaped electrode group is provided on each of the pair of substrates, and the electrode groups on each substrate are opposed to each other;
43. The liquid crystal device according to claim 42, wherein the first region having a matrix structure and having the uniaxial alignment regulating force is selectively provided at least in a portion where the electrodes of each substrate do not intersect.
【請求項45】 前記ストライプ状の電極は、透明導電
膜に金属が付設されたものである請求項44記載の液晶
素子。
45. The liquid crystal device according to claim 44, wherein the stripe-shaped electrode is formed by attaching a metal to a transparent conductive film.
【請求項46】 前記第一の領域に接する液晶領域の液
体相−液晶相転移温度が、前記第二の領域に接する液晶
領域の液体相−液晶相転移温度より高い請求項42記載
の液晶素子。
46. The liquid crystal device according to claim 42, wherein a liquid phase-liquid crystal phase transition temperature of a liquid crystal region in contact with the first region is higher than a liquid phase-liquid crystal phase transition temperature of a liquid crystal region in contact with the second region. .
【請求項47】 前記液晶はスメクチック液晶相を示
し、降温時に、液晶の相転移過程で前記第一の領域に接
する液晶領域からスメクチック液晶相への転移が生じて
該第一の領域の一軸配向軸方向に沿って連続的にスメク
チック液晶相転移領域が拡大し配向状態が形成されたも
のであることを特徴とする請求項42記載の液晶素子。
47. The liquid crystal exhibits a smectic liquid crystal phase, and a transition from a liquid crystal region in contact with the first region to a smectic liquid crystal phase occurs in a phase transition process of the liquid crystal when the temperature is lowered, and the first region is uniaxially oriented. 43. The liquid crystal device according to claim 42, wherein the smectic liquid crystal phase transition region is continuously expanded along the axial direction to form an alignment state.
【請求項48】 前記液晶は液体相−スメクチック液晶
相の相転移をとるカイラルスメクチック液晶であり、降
温時に、液晶の相転移過程で前記第一の領域の基板と実
質的に平行な面に接する液晶領域からスメクチック液晶
相への転移が生じて該第一の領域の一軸配向処理軸方向
に沿って連続的にスメクチック液晶相転移領域が拡大し
配向状態が形成されたものであることを特徴とする請求
項42記載の液晶素子。
48. The liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal that undergoes a phase transition from a liquid phase to a smectic liquid crystal phase, and contacts a surface substantially parallel to the substrate in the first region during a phase transition process of the liquid crystal when the temperature is lowered. A transition from a liquid crystal region to a smectic liquid crystal phase occurs, and the smectic liquid crystal phase transition region continuously expands along the uniaxial orientation processing axis direction of the first region, and an alignment state is formed. 43. The liquid crystal device according to claim 42.
【請求項49】 一方の基板にのみ前記一軸配向規制力
を有する第一の領域が選択的に設けられており、前記液
晶は、液体相−スメクチック液晶相の相転移をとるカイ
ラルスメクチック液晶からなり、降温時に液晶の相転移
過程で該第一の領域の基板と実質的に平行な面に接する
液晶領域からスメクチック液晶相への転移が生じて該第
一の領域の一軸配向軸方向に沿って連続的にスメクチッ
ク液晶相転移領域が拡大し配向状態が形成されたもので
あることを特徴とする請求項42記載の液晶素子。
49. A first region having the uniaxial alignment regulating force is selectively provided only on one of the substrates, and the liquid crystal is composed of a chiral smectic liquid crystal that takes a phase transition from a liquid phase to a smectic liquid crystal phase. During the phase transition process of the liquid crystal at the time of temperature drop, a transition from a liquid crystal region in contact with a plane substantially parallel to the substrate of the first region to a smectic liquid crystal phase occurs, and the first region moves along a uniaxial alignment axis direction. 43. The liquid crystal device according to claim 42, wherein the smectic liquid crystal phase transition region is continuously expanded to form an alignment state.
【請求項50】 前記少なくとも一方の基板の第一の領
域が、液晶を構成するスメクチック層の方向と同方向に
連続した形状で選択的に設けられている請求項47乃至
49のいずれかに記載の液晶素子。
50. The device according to claim 47, wherein the first region of the at least one substrate is selectively provided in a shape continuous in the same direction as the direction of the smectic layer constituting the liquid crystal. Liquid crystal element.
【請求項51】 前記選択的に形成された一軸配向規制
力を有する第一の領域は、前記液晶を構成するスメクチ
ック層の方向と同方向を長手方向とする複数のストライ
プからなる配向制御層のパターンからなる請求項47乃
至49のいずれかに記載の液晶素子。
51. The selectively formed first region having a uniaxial alignment regulating force is formed of a plurality of stripes whose longitudinal direction is the same as the direction of the smectic layer constituting the liquid crystal. 50. The liquid crystal device according to any one of claims 47 to 49, comprising a pattern.
【請求項52】 前記複数のストライプからなるパター
ンの配向制御層の一ストライプ部分のスメクチック層の
法線方向の長さが、該配向制御層の隣接するストライプ
間の該配向制御層が設けられていない部分のスメクチッ
ク層の法線方向の長さより短い請求項51記載の液晶素
子。
52. The alignment control layer is provided between adjacent stripes of the alignment control layer such that the length of the smectic layer in the normal direction of one stripe portion of the alignment control layer in the pattern including the plurality of stripes is provided. 52. The liquid crystal element according to claim 51, wherein the liquid crystal element is shorter than a length of the smectic layer in a normal direction in a portion where no smectic layer exists.
【請求項53】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域が設けられた基板において、該第一の領域の全平面積
が、該第一の領域以外の全平面積より小さい請求項42
記載の液晶素子。
53. A substrate provided with a first region having a uniaxial alignment regulating force, wherein a total plane area of the first region is smaller than a total plane area other than the first region.
The liquid crystal element according to the above.
【請求項54】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域は、有機絶縁膜をラビング処理した基板と実質的に平
行な面領域である請求項1記載の液晶素子。
54. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the first region having a uniaxial alignment regulating force is a surface region substantially parallel to a substrate on which an organic insulating film has been rubbed.
【請求項55】 前記一軸配向規制力を有する第一の領
域を構成する配向制御層と、前記第二の領域で液晶と接
する層を構成する材料とが異なる材料からなる請求項4
2記載の液晶素子。
55. An alignment control layer forming the first region having the uniaxial alignment regulating force and a material forming a layer in contact with the liquid crystal in the second region are made of different materials.
2. The liquid crystal element according to 2.
【請求項56】 前記第二の領域で液晶と接する層が一
軸配向規制力を実質的に持たず、該第二の領域で液晶と
接する層が、母材に導電性の微粒子が分散された膜であ
る請求項55記載の液晶素子。
56. A layer in contact with the liquid crystal in the second region has substantially no uniaxial alignment regulating force, and the layer in contact with the liquid crystal in the second region has conductive fine particles dispersed in a base material. The liquid crystal device according to claim 55, which is a film.
【請求項57】 他方の基板には一軸配向規制力を実質
的に持たない配向制御層が設けられており、該配向制御
層が全面で液晶に接する請求項42記載の液晶素子。
57. The liquid crystal device according to claim 42, wherein an alignment control layer having substantially no uniaxial alignment control force is provided on the other substrate, and the alignment control layer contacts the liquid crystal over the entire surface.
【請求項58】 前記第一の領域を有する基板におい
て、前記第二の領域を構成する層が、基板全面に設けら
れ、該層上に一軸配向規制力を有する第一の領域を構成
する配向制御層が選択的に設けられている請求項42記
載の液晶素子。
58. In the substrate having the first region, a layer forming the second region is provided on the entire surface of the substrate, and an alignment forming a first region having a uniaxial alignment regulating force is provided on the layer. 43. The liquid crystal device according to claim 42, wherein the control layer is selectively provided.
【請求項59】 前記第一の領域を有する基板におい
て、前記第二の領域を構成する層が、基板全面に設けら
れ、該層上に一軸配向規制力を有する第一の領域を構成
する配向制御層が選択的に設けられている請求項57記
載の液晶素子。
59. In the substrate having the first region, a layer forming the second region is provided on the entire surface of the substrate, and an alignment forming a first region having a uniaxial alignment regulating force is provided on the layer. 58. The liquid crystal device according to claim 57, wherein a control layer is selectively provided.
【請求項60】 前記液晶が、フルオロカーボン末端部
分及び炭化水素部分が中心核によって結合された構造で
あって、スメクチック中間相又は潜在的スメクチック中
間相を有するフッ素含有液晶化合物を含有する液晶組成
物である請求項42記載の液晶素子。
60. A liquid crystal composition comprising a fluorine-containing liquid crystal compound having a smectic intermediate phase or a latent smectic intermediate phase, wherein the liquid crystal has a structure in which a terminal portion of a fluorocarbon and a hydrocarbon portion are bonded by a central nucleus. 43. The liquid crystal device according to claim 42.
【請求項61】 前記少なくとも一方の基板において、
第一の領域を構成する層と前記第二の領域の表面を構成
する層が同一の材料からなる請求項1記載の液晶素子。
61. The at least one substrate,
2. The liquid crystal element according to claim 1, wherein a layer constituting the first region and a layer constituting the surface of the second region are made of the same material.
【請求項62】 前記第一の領域を構成する層の厚みが
前記第二の領域を構成する層の厚みが大きい請求項61
記載の液晶素子。
62. The thickness of a layer constituting the first region is larger than the thickness of a layer constituting the second region.
The liquid crystal element according to the above.
【請求項63】 前記第一の領域を構成する層及び前記
第二の領域を構成する層は、均一な厚みの膜を形成した
後、該膜をパターニングして選択的に該第一の領域及び
第二の領域の機能を付与したものである請求項62記載
の液晶素子。
63. A layer constituting the first region and a layer constituting the second region are formed by forming a film having a uniform thickness and then patterning the film to selectively form the first region. 63. The liquid crystal device according to claim 62, wherein a function of the second region is provided.
【請求項64】 液晶部分は、前記少なくとも一方の基
板の第一の領域に対応した基板界面付近の液晶分子と基
板間のバルク液晶分子が実質的に連続配列状態である第
一の液晶領域と、前記少なくとも一方の基板の第二の領
域に対応した基板界面付近の液晶分子と基板間のバルク
液晶分子が不連続配列状態である第二の液晶領域から構
成されていることを特徴とする請求項61乃至63記載
の液晶素子。
64. A liquid crystal part comprising: a first liquid crystal region in which liquid crystal molecules near a substrate interface corresponding to the first region of the at least one substrate and a bulk liquid crystal molecule between the substrates are in a substantially continuous alignment state. The liquid crystal molecules near the substrate interface corresponding to the second region of the at least one substrate and the second liquid crystal region in which bulk liquid crystal molecules between the substrates are in a discontinuous alignment state. Item 64. The liquid crystal element according to any one of Items 61 to 63.
【請求項65】 前記液晶部分が、互いに離間して区画
された複数の実駆動領域からなり、該実駆動領域が前記
第二の液晶領域に相当し、該実駆動領域間の領域が前記
液晶部分を構成する第一の液晶領域に相当する請求項6
4記載の液晶素子。
65. The liquid crystal part comprises a plurality of real driving regions separated from each other, the real driving region corresponds to the second liquid crystal region, and the region between the real driving regions is the liquid crystal region. 7. The device according to claim 6, which corresponds to a first liquid crystal region constituting the portion.
4. The liquid crystal element according to 4.
【請求項66】 前記基板における第一の領域を構成す
る層及び前記少なくとも一方の基板において第二の領域
を構成する層の両方が母材中に導電性微粒子が分散され
た層上に設けられている請求項64記載の液晶素子。
66. Both a layer constituting a first region of the substrate and a layer constituting a second region of the at least one substrate are provided on a layer in which conductive fine particles are dispersed in a base material. 65. The liquid crystal device according to claim 64, wherein:
【請求項67】 前記液晶を有する一対の基板が一対の
偏光板間に挟持され、液晶素子中を通過する光を変調
し、少なくとも明状態及び暗状態を示し、前記一対の基
板の少なくとも一方の選択的に設けられた一軸配向規制
力を有する第一の領域に対応する液晶部分では、暗状態
が示されるような位置に液晶分子が固定化されているこ
とを特徴とする請求項61乃至63のいずれかに記載の
液晶素子。
67. A pair of substrates having the liquid crystal interposed between a pair of polarizing plates, modulating light passing through the liquid crystal element, indicating at least a bright state and a dark state, and at least one of the pair of substrates. 63. A liquid crystal portion corresponding to a selectively provided first region having a uniaxial alignment regulating force, in which liquid crystal molecules are fixed at a position where a dark state is indicated. A liquid crystal element according to any one of the above.
【請求項68】 前記液晶部分が、互いに離間して区画
された複数の実駆動領域からなり、該実駆動領域間に対
応して前記第一の液晶領域が選択的に設けられる請求項
67記載の液晶素子。
68. The liquid crystal part is composed of a plurality of real driving regions separated from each other and the first liquid crystal region is selectively provided between the real driving regions. Liquid crystal element.
【請求項69】 前記一対の基板に夫々にストライプ状
の電極群が設けられ、各基板の電極群が互いに対向し、
マトリクス構造を形成しており、前記一軸配向規制力を
有する第一の領域は、少なくとも各基板の電極が交差し
ていない部分に選択的に設けられる請求項67記載の液
晶素子。
69. A stripe-shaped electrode group is provided on each of the pair of substrates, and the electrode groups of each substrate face each other;
68. The liquid crystal device according to claim 67, wherein a first region having a matrix structure and having the uniaxial alignment regulating force is selectively provided at least in a portion where electrodes of each substrate do not intersect.
【請求項70】 前記一対の基板の少なくとも一方が複
数の画素電極及び各画素電極に対応したスイッチング素
子を備えたアクティブマトリクス基板であり、前記少な
くとも一方の基板の第一の領域は、少なくとも該スイッ
チング素子の配列に沿って設けられる請求項1記載の液
晶素子。
70. At least one of the pair of substrates is an active matrix substrate including a plurality of pixel electrodes and switching elements corresponding to the pixel electrodes, and a first region of the at least one substrate has at least the switching region. 2. The liquid crystal element according to claim 1, wherein the liquid crystal element is provided along the arrangement of the elements.
【請求項71】 一対の基板間に液晶を有し、少なくと
も一方の基板側に液晶と接し、少なくとも選択的に設け
られた液晶に対して一軸配向規制力を有する基板と実質
的に平行な第一の領域と、該第一の領域外の該第一の領
域に比較して液晶に対する一軸配向規制力が弱い又は実
質的に一軸配向規制力を持たない第二の領域とを有する
液晶素子において、該基板間の液晶を液体相から徐冷す
ることで、基板間において降温時に液体相−液晶相の相
転移過程で該第一の領域に接する部分から液晶相への転
移を生じせしめ、該第一の領域における一軸配向軸に沿
って液晶相転移領域を成長させ該第二の領域に連続的に
液晶相転移領域を拡大させ配向状態を形成する工程を具
備することを特徴とする液晶の配向制御方法。
71. A liquid crystal having a liquid crystal between a pair of substrates, being in contact with the liquid crystal on at least one substrate side, and substantially parallel to a substrate having a uniaxial alignment regulating force with respect to at least the selectively provided liquid crystal. In a liquid crystal element having one region and a second region in which the uniaxial alignment regulating force on the liquid crystal is weak or has substantially no uniaxial alignment regulating force compared to the first region outside the first region. By gradually cooling the liquid crystal between the substrates from the liquid phase, a transition from a portion in contact with the first region to a liquid crystal phase occurs during a phase transition process between the liquid phase and the liquid crystal phase between the substrates when the temperature is lowered. A step of growing a liquid crystal phase transition region along a uniaxial orientation axis in the first region and continuously expanding the liquid crystal phase transition region in the second region to form an alignment state. Orientation control method.
【請求項72】 一対の基板間に液晶を有する液晶素子
の製造方法であって、少なくとも一方に、少なくとも選
択的に設けられた液晶に対して一軸配向規制力を有する
基板と実質的に平行な第一の領域と、該第一の領域外の
該第一の領域に比較して液晶に対する一軸配向規制力が
弱い又は実質的に一軸配向規制力を持たない第二の領域
を有する一対の基板を対向せしめてセルを形成する工程
と、該セル内に液晶を注入する工程と、該セル内に注入
された基板間の液晶を液体相から徐冷することで、基板
間において降温時に液体相−液晶相の相転移過程で該第
一の領域に接する部分から液晶相への転移を生じせし
め、該第一の領域における一軸配向軸に沿って液晶相転
移領域を成長させ該第二の領域に連続的に液晶相転移領
域を拡大させ配向状態を形成する工程を具備することを
特徴とする液晶素子の製造方法。
72. A method for manufacturing a liquid crystal element having a liquid crystal between a pair of substrates, wherein at least one of the substrates is substantially parallel to a substrate having a uniaxial alignment regulating force with respect to at least a selectively provided liquid crystal. A pair of substrates having a first region and a second region having a weak uniaxial alignment regulating force for liquid crystal as compared to the first region outside the first region or having substantially no uniaxial alignment regulating force. Forming a cell by facing each other, injecting liquid crystal into the cell, and gradually cooling the liquid crystal between the substrates injected into the cell from the liquid phase, so that the liquid Causing a transition from a portion in contact with the first region to a liquid crystal phase in a phase transition process of the liquid crystal phase, and growing a liquid crystal phase transition region along a uniaxial alignment axis in the first region; Liquid crystal phase transition region is continuously expanded Forming a liquid crystal element.
【請求項73】 前記第一の領域及び前記第二の領域
を、少なくとも一方の基板に該第二の領域を構成する材
料からなる膜、及び該第一の領域を構成する材料からな
る膜を順次積層形成した後、該第一の領域を構成する材
料の膜を選択的に除去しパターンニングして、除去した
領域において該第二の領域を露出させることによって形
成する請求項72記載の液晶素子の製造方法。
73. A film made of a material forming the second region and a film made of a material forming the first region are formed on at least one of the first region and the second region. 73. The liquid crystal according to claim 72, wherein the liquid crystal is formed by selectively removing and patterning the film of the material constituting the first region after sequentially forming the layer, and exposing the second region in the removed region. Device manufacturing method.
【請求項74】 前記第一の領域を構成する材料が有機
絶縁物であり、前記第一の領域を構成する材料の膜のパ
ターンニングをUVアッシングにより行う請求項73記
載の液晶素子の製造方法。
74. The method according to claim 73, wherein the material forming the first region is an organic insulator, and patterning of the film of the material forming the first region is performed by UV ashing. .
【請求項75】 前記第一の領域及び前記第二の領域の
表面を構成する材料が同一であり、少なくとも一方の基
板に該第一及び第二の領域を構成する材料からなる膜を
形成した後、該膜を選択的に除去しパターンニングし
て、該膜除去の有無により第一の領域を及び第二の領域
を形成する請求項72記載の液晶素子の製造方法。
75. A material constituting the surface of the first region and the surface of the second region is the same, and a film made of the material constituting the first and second regions is formed on at least one substrate. 73. The method according to claim 72, wherein the film is selectively removed and patterned to form a first region and a second region depending on whether or not the film is removed.
【請求項76】 前記第一の領域及び第二の領域を構成
する材料が有機絶縁物であり、前記膜のパターンニング
をUVアッシングにより行う請求項75記載の液晶素子
の製造方法。
76. The method according to claim 75, wherein a material forming the first region and the second region is an organic insulator, and the film is patterned by UV ashing.
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