JPH1114998A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JPH1114998A
JPH1114998A JP16466397A JP16466397A JPH1114998A JP H1114998 A JPH1114998 A JP H1114998A JP 16466397 A JP16466397 A JP 16466397A JP 16466397 A JP16466397 A JP 16466397A JP H1114998 A JPH1114998 A JP H1114998A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
film
substrate
independently
Prior art date
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Application number
JP16466397A
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Japanese (ja)
Inventor
Ihachirou Gofuku
伊八郎 五福
Yasuhiro Ito
靖浩 伊藤
Etsuro Kishi
悦朗 貴志
Masahiro Terada
匡宏 寺田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH1114998A publication Critical patent/JPH1114998A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a defect in writing and seizure by making the hysteresis small. SOLUTION: When the impedance observed by applying a voltage to a passivation film 7 along its thickness and the impedance observed by applying a voltage in the reverse direction are different from each other, |Zratio |t/((εL.ρ1 ).(d1 /dL>)) holds, where Zratio is the ratio of the two different impedance values, εL the dielectric constant of liquid crystal 5, (t) a basic pulse interval for driving the liquid crystal element 1, ρ1 the volume resistivity of the passivation film 7, d1 the film thickness of the passivation film 7, and dL the thickness of the liquid crystal 5. Consequently, the hysteresis can be made small.

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】本発明は液晶を用いた光学変
調素子に関し、コンピュータの端末ディスプレイ、ワー
ドプロセッサ、タイプライター、テレビ受像機、ビデオ
カメラのビューファインダー、プロジェクタのライトバ
ルブ、液晶プリンターのライトバルブ等に用いられる液
晶素子であって、特に、カイラルスメクチック相を呈す
る液晶(強誘電性や反強誘電性を示す液晶であって、自
発分極の作用を利用して駆動するもの)を用いて良好な
表示特性を示す液晶素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical modulator using liquid crystal, and more particularly to a computer terminal display, a word processor, a typewriter, a television receiver, a video camera viewfinder, a projector light valve, a liquid crystal printer light valve, and the like. The liquid crystal element used for the liquid crystal display device, particularly, a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase (a liquid crystal exhibiting ferroelectricity or antiferroelectricity and driven by utilizing the action of spontaneous polarization) is preferably used. The present invention relates to a liquid crystal element exhibiting display characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、種々の情報を表示するディス
プレイとしてCRTが知られているが、このCRTは、
動画出力を行うTVやVTRに、あるいはパソコンのモ
ニター等に広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a CRT has been known as a display for displaying various information.
It is widely used in TVs and VTRs that output moving images, or in monitors of personal computers.

【0003】しかしながら、このCRTは、その特性上
静止画像に対しては、フリッカや解像度不足による走査
縞などが視認性を低下させたり、焼きつきによる蛍光灯
の劣化が起ったりするという問題がある。また、最近で
は、CRTの発生する電磁波が人体に悪影響を与え、V
DT作業者の健康を害する恐れのあることが分かってい
る。さらに、このCRTは、その構造上、画面後方にス
ペースを必要とするため、オフィスや家庭の省スペース
化を阻害している。
However, this CRT has a problem in that, due to its characteristics, flicker and scanning stripes due to lack of resolution lower visibility and cause deterioration of a fluorescent lamp due to burn-in for a still image. is there. Also, recently, electromagnetic waves generated by a CRT adversely affect the human body,
It has been found that DT workers may be harmed. Further, the CRT requires a space behind the screen due to its structure, which hinders space saving in offices and homes.

【0004】このようなCRTの欠点を解決するディス
プレイとして液晶素子がある。そして、この液晶素子の
一つとしてツイステッド・ネマチック(twisted
nematic;TN)液晶を用いたものが知られて
おり、それは、エム・シャット(M.Schadt)と
ダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helfrich)著
の“アプライド・フィジックス・レターズ(Appli
ed PhysicsLetters)、第18巻、第
4号(1971年2月15日発行)、第127頁〜12
8頁”において示されている。
There is a liquid crystal element as a display for solving such a drawback of the CRT. As one of the liquid crystal devices, twisted nematic (twisted nematic) is used.
The use of nematic (TN) liquid crystals is known and is described in the Applied Physics Letters by M. Schadt and W. Helfrich.
Physics Letters), Vol. 18, No. 4 (issued on Feb. 15, 1971), pp. 127-12.
8 ".

【0005】このTN液晶を用いた液晶素子の1つとし
て、コスト面で優位性を持つ単純マトリクスタイプのも
のがあるが、このタイプの液晶素子は、画素密度を高く
したものにあっては時分割駆動時にクロストークを発生
するため、画素密度が制限されていた。
As one of the liquid crystal elements using the TN liquid crystal, there is a simple matrix type which has an advantage in cost. However, this type of liquid crystal element is not suitable for a liquid crystal element having a high pixel density. Since crosstalk occurs during the division driving, the pixel density is limited.

【0006】近年、このような単純マトリクスタイプの
ものに対して、TFTといわれる液晶素子の開発が行わ
れている。このTFTは、一つ一つの画素にトランジス
タを作成するため、クロストークや応答速度の問題は解
決される反面、大面積になればなるほど不良画素が発生
し易くなって歩留りが低下するという問題がある。
In recent years, a liquid crystal element called a TFT has been developed for such a simple matrix type. In this TFT, since a transistor is formed for each pixel, the problems of crosstalk and response speed can be solved. However, as the area becomes larger, defective pixels are more likely to occur and the yield decreases. is there.

【0007】これに対して、強誘電性液晶分子(強誘電
性を示す液晶分子)の屈折率異方性を利用して偏光素子
との組み合わせにより透過光線を制御する型の表示素子
が、クラーク(Clark)およびラガーウオル(La
gerwall)により提案されている(特開昭56−
107216号公報、米国特許第4367924号明細
書等)。この強誘電性液晶は、一般に特定の温度域にお
いて、カイラルスメクチックC相(SmC*)またはH
相(SmH*)を有し、この状態において、加えられる
電界に応答して第1の光学的安定状態と第2の光学的安
定状態のいずれかを取り、かつ電界の印加のないときは
その状態を維持する性質(すなわち、双安定性メモリー
性)を有し、その上、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を示す。更に視覚特性
も優れていることから、特に、高速、高精細、大画面の
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。
On the other hand, a display element of the type which controls transmitted light by combining with a polarizing element utilizing the refractive index anisotropy of ferroelectric liquid crystal molecules (liquid crystal molecules exhibiting ferroelectricity) is known as Clark. (Clark) and Lager Wall (La)
gerwall) (Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 56-56).
No. 107216, U.S. Pat. No. 4,367,924). This ferroelectric liquid crystal generally has a chiral smectic C phase (SmC *) or H
Phase (SmH *), in which state it takes one of a first optically stable state and a second optically stable state in response to an applied electric field, and its state when no electric field is applied. It has a property of maintaining a state (that is, a bistable memory property), and also exhibits a very fast response speed because of inversion switching by spontaneous polarization. Furthermore, since the visual characteristics are also excellent, it is considered that they are particularly suitable as high-speed, high-definition, large-screen display elements or light valves.

【0008】また、最近では、チャンダニ、竹添らによ
って、反強誘電性を示す液晶(以下、“反強誘電性液
晶”とする)を利用した液晶素子も提案されている(J
apanese Journal of Applie
d Physics 第27巻、1988年L729
頁)。この反強誘電性液晶は、強誘電性液晶と同様に、
液晶分子の屈折率異方性と自発分極を利用して表示素子
を構成するものである。また、この反強誘電性液晶は、
一般に特定の温度域において、カイラルスメクチックC
A相(SmCA*)を有し、この状態において無電界時
には平均的な光学安定状態はスメクチック層法線方向に
なるが、電界印加によって平均的な光学安定状態が層法
線方向から傾き、結局3つの安定状態を有するものであ
る。そして、この反強誘電性液晶を利用した液晶素子
は、上述のように自発分極を利用してスイッチングを行
うものであることから、非常に速い応答速度を示し、高
速の表示素子、あるいはライトバルブとして期待されて
いる。
Recently, Chandani, Takezoe et al. Have proposed a liquid crystal element using a liquid crystal exhibiting antiferroelectricity (hereinafter referred to as "antiferroelectric liquid crystal") (J.
aperture Journal of Applier
d Physics Vol. 27, L729, 1988
page). This antiferroelectric liquid crystal, like the ferroelectric liquid crystal,
A display element is formed by utilizing the refractive index anisotropy and spontaneous polarization of liquid crystal molecules. Also, this antiferroelectric liquid crystal
Generally, in a specific temperature range, chiral smectic C
It has an A phase (SmCA *). In this state, when no electric field is applied, the average optical stable state is in the direction of the normal to the smectic layer. It has three stable states. Since the liquid crystal element using the antiferroelectric liquid crystal performs switching using spontaneous polarization as described above, it exhibits a very fast response speed and a high-speed display element or light valve. It is expected as.

【0009】ところで、このようなカイラルスメクチッ
ク相を呈する液晶(強誘電性液晶、及び反強誘電性液
晶)を利用した液晶素子においては、例えば“強誘電性
液晶の構造と物性(コロナ社、福田敦夫、竹添秀男著、
1990年)に記載されているように、カイラルスメク
チック液晶が2種類のシェブロン構造を呈するためにジ
グザグ状の配向欠陥が発生し、コントラストが著しく低
下してしまうという問題があった。
In a liquid crystal device using a liquid crystal exhibiting such a chiral smectic phase (ferroelectric liquid crystal and antiferroelectric liquid crystal), for example, the structure and physical properties of a ferroelectric liquid crystal (Corona, Fukuda Atsuo, Hideo Takezoe,
(1990), the chiral smectic liquid crystal has two chevron structures, which causes a zigzag alignment defect, resulting in a significant decrease in contrast.

【0010】そこで、このような配向欠陥を防止するこ
とによりコントラストを良好に保つものとして、上記シ
ェブロン構造の替わりに、ブックシェルフ構造或はそれ
に近い層傾き角の小さな構造を用いた液晶素子が提案さ
れている(「次世代液晶ディスプレイと液晶材料;
(株)シーエムシー、福田敦夫編、1992年」)。な
お、“ブックシェルフ或はそれに近い構造”を現出する
液晶材料としては、パーフルオロエーテル側鎖を持つ液
晶性化合物(米国特許 5262082、国際出願特許
WO93/22396、1993年第4回強誘電液晶
国際会議 P46、Marc D.Radcliffe
ら)がある。この液晶は、電場等の外部場を用いなくて
も“ブックシェルフ或はそれに近い構造”を現出でき、
高速、高精細、大面積の液晶素子、表示装置に適してい
る。
In order to prevent such alignment defects and maintain good contrast, a liquid crystal element using a bookshelf structure or a structure having a small layer tilt angle close to the bookshelf structure instead of the chevron structure has been proposed. ("Next-generation liquid crystal displays and liquid crystal materials;
CMC Corporation, edited by Atsuo Fukuda, 1992 ”). As a liquid crystal material exhibiting a “bookshelf or similar structure”, a liquid crystal compound having a perfluoroether side chain (US Pat. No. 5,262,082, International Patent Application WO 93/22396, 1993, 4th ferroelectric liquid crystal) International Conference P46, Marc D. Radcliffe
). This liquid crystal can exhibit a “bookshelf or similar structure” without using an external field such as an electric field.
It is suitable for high-speed, high-definition, large-area liquid crystal elements and display devices.

【0011】このタイプの液晶素子は、特開昭61−2
0930号公報他にも開示されているように、所定距離
離間した位置に配置された一対の透明基板を備えてお
り、これら一対の基板間には液晶を挟持している。そし
て、一方の透明基板には、液晶分子に対して一軸配向特
性を有するような配向制御膜を形成し、他方の透明基板
には、液晶分子に対して非一軸配向特性を有するような
特性や種類等の異なる配向制御膜を形成している。この
液晶素子によれば、液晶の配向を一軸配向処理された基
板側から高秩序に制御することができ、良好な液晶配向
状態を得やすい。
A liquid crystal device of this type is disclosed in
As disclosed in Japanese Patent No. 0930 and others, a pair of transparent substrates are provided at positions separated by a predetermined distance, and a liquid crystal is sandwiched between the pair of substrates. On one transparent substrate, an alignment control film having uniaxial alignment characteristics with respect to liquid crystal molecules is formed. On the other transparent substrate, characteristics such as non-uniaxial alignment characteristics with respect to liquid crystal molecules are formed. Different types of orientation control films are formed. According to this liquid crystal element, the orientation of the liquid crystal can be controlled in a high order from the side of the substrate that has been subjected to the uniaxial orientation treatment, and a favorable liquid crystal alignment state can be easily obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
液晶素子においては、見かけ上、配向状態は良好である
ものの、スイッチングに非対称な特性が出たり、また
は、液晶の良好な双安定性が阻害されることがあり、い
わゆるスイッチングのメモリ性が低減される場合があっ
た。
However, in such a liquid crystal device, although the orientation state is apparently good, asymmetrical characteristics appear in the switching or the good bistability of the liquid crystal is hindered. In some cases, so-called switching memory performance is reduced.

【0013】特にスイッチング特性の対称性は、駆動マ
ージンを広げる為にも重要であり、しかも長時間の駆動
が続いてもスイッチング特性の対称性を保たなくてはな
らない。
In particular, the symmetry of the switching characteristics is important for widening the driving margin, and it is necessary to maintain the symmetry of the switching characteristics even when driving is continued for a long time.

【0014】このほか、特に強誘電性液晶あるいは反強
誘電性液晶を用いた液晶素子では、特に中間調表示を行
う上で、液晶自身が有する自発分極により誘起される反
電場効果が重大な問題となっている。即ち、自発分極に
対応して偏在する内部イオンが電界を形成すると考えら
れる原因により所望の中間調を不安定にし、また、外部
から与える印加電圧に対して光学応答においてヒステリ
シスを生ずる場合がある。これは、「黒状態」または
「白状態」を表示している際の液晶分子の自発分極の向
きに対してそれぞれ、各々の状態を安定化させる向きに
イオンの偏在が起き、この偏在の極性の違いにより、短
い間のリセット(「黒消去」)後に与える電圧Vwを等
しく印加した場合に於ても、前状態(「白」か「黒」)
で液晶部分に印加される電圧が異なるために起こると考
えられている。
In addition, especially in a liquid crystal device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, in performing halftone display, an anti-electric field effect induced by spontaneous polarization of the liquid crystal itself is a serious problem. It has become. That is, a desired halftone may be destabilized due to a reason that the internal ions unevenly distributed in response to the spontaneous polarization form an electric field, and hysteresis may occur in an optical response to an externally applied voltage. This is because ions are localized in a direction that stabilizes each state with respect to the direction of spontaneous polarization of liquid crystal molecules when displaying “black state” or “white state”. Due to this difference, even when the voltage Vw applied after a short reset ("black erasure") is applied equally, the previous state ("white" or "black")
It is thought that this occurs because the voltage applied to the liquid crystal portion differs.

【0015】上記のような反電場効果による極端に不都
合な現象としては、例えば「黒状態」をリセット方向と
して、「白状態」を書き込もうとしても、所望の電圧レ
ベルにおいては、「白状態」がラッチできないものとな
り、「黒状態」に振り戻されしまうといういわゆるスイ
ッチング不良が起きてしまう。この現象は特に中間調を
画素レベルでは必要としない液晶素子においても致命的
な欠陥となってしまう。
As an extremely inconvenient phenomenon due to the above-mentioned anti-electric field effect, for example, when the “black state” is set as the reset direction and the “white state” is written, the “white state” is obtained at a desired voltage level. Cannot be latched, and a so-called switching failure occurs, in which the signal is returned to the “black state”. This phenomenon is a fatal defect even in a liquid crystal element that does not require a halftone at a pixel level.

【0016】上記のような反電場効果への対策として、
例えば特開昭63−121020号公報などにおいて、
強誘電性液晶素子を構成する配向制御膜を低インピーダ
ンス化すること、いわゆる反電場によるスイッチング不
良に対処する方法が開示されている。また、特開平2−
153321号公報においては、配向制御膜を低インピ
ーダンス化するための有機導電性膜の例が多種類にわた
り開示されている。更に特開昭64−49023号公報
においては、低インピーダンス化したショート防止のパ
ッシベーションに薄膜の配向層を形成することが開示さ
れているが、充分な解決がなされていないのが現状であ
る。
As a measure against the above-described anti-electric field effect,
For example, in JP-A-63-12020, etc.,
A method of reducing the impedance of an alignment control film constituting a ferroelectric liquid crystal element, that is, a method of coping with switching failure due to a so-called anti-electric field is disclosed. In addition, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In JP-A-153321, many examples of an organic conductive film for lowering the impedance of an alignment control film are disclosed. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-49023 discloses that a thin film orientation layer is formed for passivation for preventing short circuit with reduced impedance, but at present, there is no sufficient solution.

【0017】このように、カイラルスメクチック液晶を
用いた液晶素子の電気光学特性は、配向状態の制御や自
発分極Psに起因して発生する反電場に関して、また前
放置状態に起因して生じる閾値変化、光学応答不安定な
どについて、改善すべき課題を抱えており、この点にお
いては反強誘電性液晶素子も同様の問題がある。
As described above, the electro-optical characteristics of the liquid crystal device using the chiral smectic liquid crystal are controlled by the change of the threshold value caused by the control of the alignment state and the anti-electric field generated by the spontaneous polarization Ps, and the threshold voltage caused by the pre-standing state. However, there are problems to be improved with respect to optical response instability, etc. In this respect, the antiferroelectric liquid crystal element has the same problem.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮
してなされたものであり、所定距離離間して配置される
一対の基板と、これら一対の基板の間に挟持される液晶
と、を備え、かつ、一方の基板が液晶分子に対して一軸
配向特性を有する液晶素子において、前記一対の基板の
少なくとも一方が、電極及び該電極の液晶側に設けられ
た該電極と電気的特性が異なる層からなり、かつ、該電
極と該電極と電気的特性が異なる層の間の一厚み方向に
電圧を印加して観測されるインピーダンスと、その逆方
向に電圧を印加して観測されるインピーダンスとが異な
り、
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and comprises a pair of substrates arranged at a predetermined distance, a liquid crystal sandwiched between the pair of substrates, and A liquid crystal element in which one substrate has uniaxial alignment characteristics with respect to liquid crystal molecules. At least one of the pair of substrates has an electrode and an electrode provided on the liquid crystal side of the electrode and has electrical characteristics. The impedance observed when a voltage is applied in one thickness direction between the electrode and the layer having different electrical characteristics from the electrode, and the impedance observed when a voltage is applied in the opposite direction. Unlike

【0019】[0019]

【式2】 Zratio ≦t/((εL ・ρI )・(dI /dL )) ここで、Zratio ;前記電極と該電極の液晶側に設けら
れた該電極と電気的特性の異なる層に一膜厚方向に電圧
を印加して観測されるインピーダンスと、その逆方向に
電圧を印加して観測されるインピーダンスとの比 εL ;液晶の誘電率 t ;液晶素子を駆動する基本的なパルス間隔 ρI ;前記電極の液晶側に設けられた該電極と電気
的特性の異なる層の体積抵抗率 dI ;前記電極の液晶側に設けられた該電極と電気
的特性の異なる層の膜厚 dL ;前記液晶の厚さ が成立する、ようにしたものである。
[Formula 2] Z ratio ≦ t / ((ε L · ρ I ) · (d I / d L )) where Z ratio : the electrode and the electrode provided on the liquid crystal side of the electrode and the electrical characteristics. The ratio between the impedance observed when a voltage is applied in the direction of one film thickness to the different layers and the impedance observed when a voltage is applied in the opposite direction ε L ; dielectric constant t of the liquid crystal; driving the liquid crystal element Basic pulse interval ρ I ; volume resistivity d I of a layer provided on the liquid crystal side of the electrode and having different electrical characteristics d I ; different in electrical characteristics from the electrode provided on the liquid crystal side of the electrode The thickness d L of the layer; the thickness of the liquid crystal is satisfied.

【0020】本発明の液晶素子は、好ましくは、一方の
基板が液晶分子に対して一軸配向特性を有し、他方の基
板が液晶分子に対して非一軸配向特性を有するものであ
り、少なくとも非一軸配向特性を有する基板側に、上記
特性を有する電極及び該電極と電気的特性の異なる層の
構造を設けるものである。
Preferably, the liquid crystal element of the present invention has one substrate having uniaxial alignment characteristics for liquid crystal molecules and the other substrate having non-uniaxial alignment characteristics for liquid crystal molecules. An electrode having the above characteristics and a structure of a layer having electric characteristics different from those of the electrodes are provided on a substrate having a uniaxial orientation characteristic.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図10を参照し
て、本発明の一実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0022】本発明の一実施の形態に係る液晶素子は、
所定距離だけ離間して配置される一対の基板を備えてお
り、これらの間には液晶が挟持されている。また、好ま
しくは一方の基板は液晶分子に対して一軸配向特性を有
しており、他方の基板は液晶分子に対して非一軸配向特
性を有している(以下、このように一方の基板のみが液
晶分子に対して一軸配向特性を有する素子構成を“非対
称構成”と呼ぶ)。さらに、前記非一軸配向特性を有す
る基板は、電極及び該電極の液晶側に設けられ該電極と
は電気的特性の異なる層が形成されている。また、 * 前記非一軸配向特性を有する基板における電極と該
電極の液晶側に設けられた該電極と電気的特性の異なる
層の一膜厚方向に電圧を印加して観測されるインピーダ
ンスと、その逆方向に電圧を印加して観測されるインピ
ーダンスとの比をZratio とし、 * 液晶の誘電率をεL とし、 * 液晶素子を駆動する基本的なパルス間隔をtとし、 * 前記非一軸配向特性を有する基板における電極の液
晶側に設けられた該電極と電気的特性の異なる層の体積
抵抗率をρI とし、 * 前記非一軸配向特性を有する基板における電極の液
晶側に設けられた該電極と電気的特性の異なる層の膜厚
をdI とし、 * 液晶層の厚さをdL とした場合において、 Zratio ≦t/((εL ・ρI )・(dI /dL )) が成立するようにしている。
A liquid crystal device according to one embodiment of the present invention
There is provided a pair of substrates which are arranged at a predetermined distance from each other, and a liquid crystal is interposed between them. Preferably, one substrate has uniaxial alignment characteristics for liquid crystal molecules, and the other substrate has non-uniaxial alignment characteristics for liquid crystal molecules (hereinafter, only one substrate has A device configuration having uniaxial alignment characteristics with respect to liquid crystal molecules is referred to as an “asymmetric configuration”). Further, the substrate having the non-uniaxial alignment characteristic is provided with an electrode and a layer provided on the liquid crystal side of the electrode and having a different electric characteristic from the electrode. Further, * the impedance observed by applying a voltage in the thickness direction of a layer of the substrate having the non-uniaxial orientation characteristics and a layer having electrical characteristics different from that of the electrode provided on the liquid crystal side of the electrode; The ratio to the impedance observed when a voltage is applied in the opposite direction is Z ratio , * the dielectric constant of the liquid crystal is ε L , * the basic pulse interval for driving the liquid crystal element is t, * the non-uniaxial alignment. Let ρ I be the volume resistivity of a layer having electrical characteristics different from that of the electrode provided on the liquid crystal side of the electrode on the substrate having the characteristics, and * the layer provided on the liquid crystal side of the electrode on the substrate having the non-uniaxial alignment characteristics. When the thickness of the layer having electrical characteristics different from that of the electrode is d I and the thickness of the liquid crystal layer is d L , Z ratio ≦ t / ((ε L · ρ I ) · (d I / d L) )) Is established.

【0023】この場合、前記非一軸配向特性を有する基
板における電極と電気的特性の異なる層の体積抵抗率が
1×106 〜1×109 Ωcmであるようにすると、隣
接画素間のクロストークがなく高解像度を維持できる点
で好ましい。前記一軸配向特性を有する基板の表面に、
液晶分子に対して一軸配向特性を有する一軸配向膜を形
成するようにしてもよい。また、前記非一軸配向特性を
有する基板における電極の液晶側に設けられた該電極と
電気的特性の異なる層は、液晶に接し、液晶に対して非
一軸配向特性を有する層であることが好ましい。
In this case, if the volume resistivity of the layer having different electric characteristics from the electrodes on the substrate having the non-uniaxial orientation characteristics is set to 1 × 10 6 Ωcm to 1 × 10 9 Ωcm, the crosstalk between adjacent pixels can be reduced. This is preferable because high resolution can be maintained without any problem. On the surface of the substrate having the uniaxial orientation characteristics,
A uniaxial alignment film having uniaxial alignment characteristics for liquid crystal molecules may be formed. Further, it is preferable that a layer provided on the liquid crystal side of the electrode on the substrate having the non-uniaxial alignment characteristic and having a different electrical characteristic from the electrode is a layer which is in contact with the liquid crystal and has a non-uniaxial alignment characteristic with respect to the liquid crystal. .

【0024】図1は、本発明に係る液晶素子の一実施の
形態を示す断面図である。同図に示す液晶素子1は、所
定距離離間して配置される一対の基板2,3を備えてお
り、これらの基板2,3の間には液晶5が挟持されてい
る。このうち、一方の基板2(以下、“一軸配向側基板
2”とする)の表面には電極9が形成されており、この
電極9を覆うように、液晶分子に対して一軸配向特性を
有する一軸配向膜(以下、“配向制御膜”とする)10
が形成されている。また、他方の基板3(以下、“非一
軸配向側基板3”とする)の表面には電極6が形成され
ており、この電極6を覆うように、液晶分子に対して非
一軸配向特性を有する非一軸配向膜7が形成されてい
る。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a liquid crystal device according to the present invention. The liquid crystal element 1 shown in FIG. 1 includes a pair of substrates 2 and 3 arranged at a predetermined distance from each other, and a liquid crystal 5 is sandwiched between the substrates 2 and 3. An electrode 9 is formed on the surface of one of the substrates 2 (hereinafter, referred to as a “uniaxially aligned substrate 2”), and has uniaxial alignment characteristics with respect to liquid crystal molecules so as to cover the electrode 9. Uniaxial alignment film (hereinafter, referred to as “alignment control film”) 10
Are formed. Further, an electrode 6 is formed on the surface of the other substrate 3 (hereinafter, referred to as “non-uniaxial alignment side substrate 3”). The non-uniaxial alignment film 7 is formed.

【0025】かかる実施の形態では、好ましくは各基板
における成膜条件等を制御することで非一軸配向側基板
3側で電極6と電極6の液晶側に設けられた非一軸配向
膜7の間において上記インピーダンス特性が設定されて
いる。
In this embodiment, it is preferable to control the film-forming conditions and the like on each substrate so that the non-uniaxial alignment film 7 provided on the liquid crystal side of the electrode 6 on the non-uniaxial alignment side substrate 3 side. , The impedance characteristics are set.

【0026】なお、本明細書における“一軸配向特性”
とは、液晶分子の一軸配向状態(例えば一軸水平配向状
態)を意味する。
It should be noted that the term “uniaxial orientation characteristics” in this specification
Means a uniaxial alignment state of liquid crystal molecules (for example, a uniaxial horizontal alignment state).

【0027】一軸配向側基板2及び非一軸配向側基板3
は、光を透過させる性質の材料(例えば、ガラス、プラ
スチック)等で形成している。
Uniaxially oriented substrate 2 and non-uniaxially oriented substrate 3
Is formed of a material having a property of transmitting light (eg, glass or plastic).

【0028】配向制御膜10は、一軸配向処理を施すこ
とによって一軸配向特性を発現するものでも、そのよう
な処理を施さなくとも一軸配向特性を有しているもので
も良い。
The orientation control film 10 may exhibit uniaxial orientation characteristics by being subjected to a uniaxial orientation treatment, or may have uniaxial orientation characteristics without such treatment.

【0029】前者(所定の処理を施すことによって一軸
配向特性を発現するもの)の場合、材料としては、無機
物(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)や有機物(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)を用いれば良
く、このような材料を被膜化する方法としては、これら
の無機物や有機物を溶液状にして直接塗布する方法や、
蒸着方法、並びにスパッタリング方法を用いれば良い。
また、一軸配向処理としては、ビロード、布或は紙等の
繊維状のもので行うラビング処理が好ましい。
In the former case (a material exhibiting a uniaxial orientation characteristic by performing a predetermined treatment), the material may be an inorganic material (silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, fluoride fluoride). Cerium, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, etc.) and organic substances (polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, polyesterimide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene, polysiloxane, cellulose) Resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, etc.), and as a method of forming a film of such a material, a method of directly applying these inorganic or organic substances in a solution state,
An evaporation method and a sputtering method may be used.
As the uniaxial orientation treatment, a rubbing treatment performed with a fibrous material such as velvet, cloth or paper is preferable.

【0030】また、後者(処理を施さなくとも一軸配向
特性を有しているもの)の具体例としては、シリコン
(Si)の酸化膜や窒化膜を斜方蒸着した場合が挙げら
れる。この場合、斜方蒸着の条件を調整することによ
り、上述したラビング処理を施さなくとも一軸配向特性
を有する。
A specific example of the latter (having uniaxial orientation characteristics without any treatment) includes a case where an oxide film or a nitride film of silicon (Si) is obliquely deposited. In this case, by adjusting the conditions of the oblique deposition, a uniaxial orientation characteristic can be obtained without performing the above-described rubbing treatment.

【0031】なお、自発分極Psのスイッチングに伴っ
て発生する反電場の大きさを抑制し、良好なスイッチン
グ性能を有する観点で、配向制御膜10の膜厚は200
Å以下(又は、100Å以下)が好ましい。
The thickness of the orientation control film 10 is set at 200 from the viewpoint of suppressing the magnitude of the anti-electric field generated with the switching of the spontaneous polarization Ps and having good switching performance.
It is preferably equal to or less than {} (or equal to or less than 100 °).

【0032】配向制御膜10としては、下式で表される
ポリイミドを用いれば良い。
As the orientation control film 10, a polyimide represented by the following formula may be used.

【0033】[0033]

【化3】 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。
Embedded image Further, specific structures of these polyimides include, for example, the following repeating unit structures.

【0034】[0034]

【化4】 Embedded image

【0035】[0035]

【化5】 また、非一軸配向膜7として、例えば、必要に応じて導
電性制御不純物が添加された多結晶金属酸化物膜、多結
晶半導体膜を用いることができる。具体的には、Zn
O、CdO、ZnCdOx等の12族(IUPAC無機
化学命名法による族番号。以下同じ。)元素の酸化物、
GeO2 、SnO2 、GeSnOx、TiO2 、ZrO
2 、TiZrOx等の4族、14族元素の酸化物あるい
はSi、SiCの14族の半導体に必要に応じて、導電
性制御不純物が添加されたものを用いる。ここで導電性
制御不純物としては、例えば12族酸化物に対しn型不
純物として13族元素であるB、Al、Ga、Inが、
p型不純物として1、11族元素であるCu、Ag、A
u、Liが用いられる。また、4、14族酸化物に対し
てn型不純物として15族元素であるP、As、Sb、
Liが、p型不純物として13族元素であるB、Al、
Ga、Inが用いられる。又、“上述した酸化物等の超
微粒子(12族、4族、14族の酸化物等の超微粒子)
にp型又はn型の導電性制御不純物を添加されたもの”
を所定の母材(酸化物溶融母材やシリカやシロキサンポ
リマー母材)中に分散させたものを、非一軸配向膜7と
して用いることができる。特に好ましくは、シリカある
いはシロキサンポリマー等の母材中にSb等の導電性制
御不純物をドープしたSnO2 の超微粒子を分散した塗
布型の膜を用いる。 なお、一軸配向側基板2の表面電
位が正の場合には非一軸配向膜7側にはドナー(n型不
純物)を添加し、負の場合にはアクセプター(p型不純
物)を添加する。また、不純物の添加濃度は、材料の種
類及びその結晶化状態(結晶欠陥密度の多寡)によって
異なるが、おおよその目安は材料中の自由電子ないしは
自由正孔の濃度が1×1011〜1×1014/cm3 程度
となるように設定すれば良い。このとき同時に表面電位
は100mV程度変えられる。多結晶材料を用いる場
合、不純物の添加効率も考慮して、好ましくは、1×1
17〜1×1020/cm3 (母体の材料に対して0.0
1%〜1%程度)が実際の添加量となる。不純物添加量
に対する表面電位の変化量は、1桁増やすにともない約
50mVに相当する。
Embedded image Further, as the non-uniaxially oriented film 7, for example, a polycrystalline metal oxide film or a polycrystalline semiconductor film to which conductivity control impurities are added as necessary can be used. Specifically, Zn
An oxide of an element of group 12 (group number according to IUPAC inorganic chemical nomenclature; the same applies hereinafter) such as O, CdO, and ZnCdOx;
GeO 2 , SnO 2 , GeSnOx, TiO 2 , ZrO
2. An oxide of a Group IV element or a Group 14 element such as TiZrOx or a Group 14 semiconductor of Si or SiC to which a conductivity controlling impurity is added as necessary. Here, as the conductivity control impurity, for example, B, Al, Ga, and In which are Group 13 elements as n-type impurities with respect to Group 12 oxide,
Cu, Ag, A, which are Group 1 and 11 elements as p-type impurities
u and Li are used. In addition, P, As, Sb, which are Group 15 elements as n-type impurities with respect to Group 4 and 14 oxides,
Li is a group 13 element B, Al,
Ga and In are used. Also, “Ultra fine particles such as oxides described above (ultra fine particles such as oxides of Group 12, Group 4, and Group 14)
To which p-type or n-type conductivity controlling impurities are added "
Can be used as the non-uniaxially oriented film 7 in a predetermined base material (oxide base material, silica or siloxane polymer base material). It is particularly preferable to use a coating type film in which ultrafine particles of SnO 2 doped with a conductivity control impurity such as Sb are dispersed in a base material such as silica or a siloxane polymer. When the surface potential of the uniaxially oriented substrate 2 is positive, a donor (n-type impurity) is added to the non-uniaxially oriented film 7 side, and when the surface potential is negative, an acceptor (p-type impurity) is added. The concentration of the impurity to be added varies depending on the type of the material and the crystallization state (the crystal defect density), but an approximate rule of thumb is that the concentration of free electrons or free holes in the material is 1 × 10 11 to 1 ×. What is necessary is just to set it as about 10 < 14 > / cm < 3 >. At this time, the surface potential is simultaneously changed by about 100 mV. In the case of using a polycrystalline material, it is preferable to consider 1 × 1
0 17 -1 × 10 20 / cm 3 (0.0
(About 1% to 1%) is the actual addition amount. The amount of change in the surface potential with respect to the amount of impurity added is equivalent to about 50 mV with an increase of one digit.

【0036】このように非一軸配向膜7に導電性制御不
純物を添加した場合には、表面電位(一軸配向側基板2
や非一軸配向側基板3の表面で検出される表面電位)の
微細な制御が可能となり、両表面電位の差(一軸配向側
基板2の表面で検出される表面電位と、非一軸配向側基
板3の表面で検出される表面電位との差)の絶対値を小
さな値(100mV以下、好ましくは50mV)に設定
し易くなる。
When the conductivity control impurity is added to the non-uniaxially oriented film 7 as described above, the surface potential (the uniaxially oriented substrate 2
And the fine control of the surface potential detected on the surface of the non-uniaxially oriented substrate 3 and the difference between the two surface potentials (the surface potential detected on the surface of the uniaxially oriented substrate 2 and the non-uniaxially oriented substrate 3). 3), it is easy to set the absolute value of the difference (from the surface potential detected on the surface 3) to a small value (100 mV or less, preferably 50 mV).

【0037】また、非一軸配向膜7における膜面方向の
体積抵抗率は1×106 〜1×109 Ωcmの範囲が好
ましい。これにより、画素間のクロストークを充分に防
止できる。なお、非一軸配向膜7の体積抵抗率は、その
材料を選択することにより調整すれば良い。
The volume resistivity of the non-uniaxially oriented film 7 in the film surface direction is preferably in the range of 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Ωcm. Thereby, crosstalk between pixels can be sufficiently prevented. Note that the volume resistivity of the non-uniaxial alignment film 7 may be adjusted by selecting the material.

【0038】本発明では、用いる液晶材料の配向特性に
応じて、配向制御膜として一方の基板において上述した
ようなポリイミド等の有機材料から選択した膜で一軸配
向処理したものを用い、他方の基板において、上述した
酸化物超微粒子等が母材中に分散されてなる膜(塗布
膜)を夫々用いることができる。
In the present invention, according to the alignment characteristics of the liquid crystal material to be used, an alignment control film is used in which one substrate is subjected to a uniaxial alignment treatment with a film selected from the above-mentioned organic materials such as polyimide, and the other substrate is used. In the above, films (coated films) in which the above-mentioned oxide ultrafine particles and the like are dispersed in a base material can be used.

【0039】ところで、電極6,9としては、ITO
(インジウム ティン オキサイド)などの透明導電体
が好ましい。また、電極6,9は、図2に示すように、
ストライプ形状のものを一定のピッチで多数形成すると
共に、電極6と電極9とが互いに交差するように形成し
ても良い。
The electrodes 6 and 9 are made of ITO.
A transparent conductor such as (indium tin oxide) is preferred. The electrodes 6 and 9 are, as shown in FIG.
A large number of stripes may be formed at a constant pitch, and the electrodes 6 and the electrodes 9 may be formed so as to intersect each other.

【0040】次に、本発明で用いる液晶組成物について
説明する。
Next, the liquid crystal composition used in the present invention will be described.

【0041】本発明に用いる液晶5としては、カイラル
スメクチック相を呈する液晶(すなわち、強誘電性を示
す液晶、あるいは反強誘電性を示す液晶などで、自発分
極の作用を駆動に応用した液晶)が好適であるが、ネマ
ティック液晶などを用いても良い。なお、カイラルスメ
クチック相を呈する液晶を用いた場合、その液晶厚は、
双安定性を確保する観点から5μm以下が好ましい。
As the liquid crystal 5 used in the present invention, a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase (that is, a liquid crystal exhibiting ferroelectricity or a liquid crystal exhibiting antiferroelectricity, in which the action of spontaneous polarization is applied to driving). However, nematic liquid crystal or the like may be used. When a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used, the thickness of the liquid crystal is
From the viewpoint of ensuring bistability, the thickness is preferably 5 μm or less.

【0042】例えば、カイラルスメクチック相を呈する
液晶としては、相転移系列として、高温側から低温側に
向かって等方相→SmA→SmC*→結晶相となる材料
であって、自発分極が30nC/cm2 (約30℃の温
度中)でチルト角が約24度のものが好ましい。
For example, a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is a material having an isotropic phase → SmA → SmC * → crystal phase from a high temperature side to a low temperature side as a phase transition series, and has a spontaneous polarization of 30 nC / Preferably, the tilt angle is about 24 degrees in cm 2 (at a temperature of about 30 ° C.).

【0043】また、本発明の液晶素子において、表示の
際の輝度を向上すべく、液晶がSmC*相をとる際、そ
のスメクチック層が基板に対して垂直に並列するといっ
たブックシェルフ構造、或いは垂直に近いスメクチック
層傾きの構造をとる液晶材料を用いることが好ましい。
かかるスメクチック層構造をとる液晶材料として、例え
ば、中心核にフルオロカーボン末端部分及びハイドロカ
ーボン末端部分が結合した構造であって、スメクチック
相あるいは潜在的スメクチック相を示すフッ素含有液晶
性化合物を用いた組成物が挙げられる。かかるフッ素含
有化合物については、具体的には米国特許5,082,
587号、米国特許5,262,082号、国際公開W
O93/22936号等に記載のフッ素含有化合物を用
いることができる。
Further, in the liquid crystal device of the present invention, in order to improve the luminance at the time of display, when the liquid crystal takes the SmC * phase, the bookshelf structure in which the smectic layer is vertically arranged in parallel to the substrate, or It is preferable to use a liquid crystal material having a structure with a smectic layer inclination close to the above.
As a liquid crystal material having such a smectic layer structure, for example, a composition using a fluorine-containing liquid crystal compound having a structure in which a fluorocarbon terminal portion and a hydrocarbon terminal portion are bonded to a central nucleus and exhibiting a smectic phase or a potential smectic phase Is mentioned. Such fluorine-containing compounds are specifically described in US Pat. No. 5,082,
No. 587, US Pat. No. 5,262,082, International Publication W
Fluorine-containing compounds described in O93 / 22936 and the like can be used.

【0044】更に具体的には、当核フッ素含有化合物で
あって、例えば上述したような降温下で等方相→SmA
→SmC*→結晶相といった相転移を示す(特にコレス
テリック相を呈さない)液晶材料が使用され得る。
More specifically, the compound is a nuclear fluorine-containing compound, and is, for example, an isotropic phase at a temperature lowering as described above → SmA
A liquid crystal material exhibiting a phase transition such as → SmC * → crystal phase (in particular, not exhibiting a cholesteric phase) may be used.

【0045】本実施の形態によれば、液晶素子を、一方
の基板2の片側のみを一軸配向処理した非対称構成とし
ているため、液晶(特に強誘電性あるいは反強誘電性液
晶)の特にSmAでの温度領域における配向が、一方の
基板2における一軸配向処理が施された表面からの一軸
分子成長として行われ、SmC*相において良好な配向
状態を得ることができる。特に、上述したコレステリッ
ク相を呈さない液晶を用いた場合には、降温下でI(等
方相)→SmAの相転移の際に良好に配向制御を行うこ
とにより、均一な配向状態を実現できる。
According to the present embodiment, since the liquid crystal element has an asymmetric structure in which only one side of one substrate 2 is subjected to uniaxial alignment treatment, the liquid crystal (particularly, ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal) is preferably made of SmA. Is performed as uniaxial molecular growth from the surface of one of the substrates 2 which has been subjected to the uniaxial orientation treatment, and a good orientation state can be obtained in the SmC * phase. In particular, when a liquid crystal that does not exhibit the cholesteric phase described above is used, a uniform alignment state can be realized by performing good alignment control during the phase transition from I (isotropic phase) to SmA at a reduced temperature. .

【0046】前記フッ素含有液晶化合物としては、フル
オロカーボン末端部分が、−D1−Cxa2xa−Xで表わ
される基、(但し、上記式中xaは1〜20であり、X
は−H又は−Fを表わし、D1は、−CO−O−(C
2ra−、−O−(CH2ra−、−(CH2ra−、
−O−SO2−、−SO2−、−SO2−(CH2ra−、
−O−(CH2ra−O−(CH2rb−、−(CH2
ra−N(Cpa2pa+1)−SO2−、又は−(CH2ra
−N(Cpa2pa+1)−CO−を表わす。ra及びrb
は、独立に1〜20であり、paは0〜4である。)、
或いは、−D2−(Cxb2xb−O)za−Cya2ya+1
表わされる基、(但し、上記式中xbはそれぞれの(C
xb2xb−O)に独立に1〜10であり、yaは、1〜
10であり、zaは1〜10であり、D2は、−CO−
O−Crc2rc、−O−Crc2rc−、−Crc2rc−、
−O−(Csa2sa−O)ta−Crd2rd−、−O−SO
2−、−SO2−、−SO2−Crc2rc−、−Crc2rc
−N(Cpb2pb+1)−SO2−、−Crc2rc−N(C
pb2pb+1)−CO−、単結合から選ばれ、rc及びr
dはそれぞれ独立に1〜20であり、saはそれぞれの
(Csa2sa−O)に独立に1〜10であり、taは1
〜6であり、pbは0〜4である。)であるような化合
物を用いることができる。
In the fluorine-containing liquid crystal compound, the terminal portion of the fluorocarbon is a group represented by -D 1 -C xa F 2xa -X (provided that xa is 1 to 20;
It represents -H or -F, D 1 is, -CO-O- (C
H 2) ra -, - O- (CH 2) ra -, - (CH 2) ra -,
-O-SO 2 -, - SO 2 -, - SO 2 - (CH 2) ra -,
-O- (CH 2) ra -O- ( CH 2) rb -, - (CH 2)
ra -N (C pa H 2pa + 1) -SO 2 -, or - (CH 2) ra
-N (C pa H 2pa + 1 ) represents the -CO-. ra and rb
Is independently 1 to 20, and pa is 0 to 4. ),
Alternatively, a group represented by -D 2- (C xb F 2xb -O) za -C ya F 2ya + 1 (where xb is each of (C
xb F 2xb -O) is independently 1 to 10, and ya is 1 to
10, za is 1 to 10, and D 2 is -CO-
O-C rc H 2rc, -O -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -,
-O- (C sa H 2sa -O) ta -C rd H 2rd -, - O-SO
2 -, - SO 2 -, - SO 2 -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc
-N (C pb H 2pb + 1 ) -SO 2 -, - C rc H 2rc -N (C
pb H 2pb + 1) -CO-, selected from a single bond, rc and r
d is independently 1 to 20, sa is independently 1 to 10 for each (C sa H 2sa -O), and ta is 1
And pb is 0-4. ) Can be used.

【0047】特に好ましくは、下記一般式(I)、或い
は(II)で表わされるフッ素含有液晶化合物を用いる
ことができる。
Particularly preferably, a fluorine-containing liquid crystal compound represented by the following general formula (I) or (II) can be used.

【0048】[0048]

【化6】 を表わす。Embedded image Represents

【0049】ga、ha、iaは独立に0〜3の整数
(但し、ga+ha+iaは少なくとも2である)を表
わす。
Ga, ha, and ia each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that ga + ha + ia is at least 2).

【0050】夫々のL1とL2は独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−COS−、−S−CO−、−
CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−T
e−CO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡
C−、−CH=N−、−N=CH−、−CH2−O−、
−O−CH2−、−CO−又は−O−を表わす。
Each of L 1 and L 2 is independently a single bond, -CO
-O-, -O-CO-, -COS-, -S-CO-,-
CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-, -T
e-CO -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡
C -, - CH = N - , - N = CH -, - CH 2 -O-,
-O-CH 2 -, - CO- or represent -O-.

【0051】夫々のX1、Y1、Z1はA1、A2、A3の置
換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CN、又は−NO
2を表わし、夫々のja、ma、naは独立に0〜4の
整数を表わす。
Each of X 1 , Y 1 , and Z 1 is a substituent of A 1 , A 2 , and A 3 and independently represents —H, —Cl, —F, —Br, —
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CN, or -NO
2 and each of ja, ma and na independently represents an integer of 0-4.

【0052】J1は、−CO−O−(CH2ra−、−O
−(CH2ra−、−(CH2ra−、−O−SO2−、
−SO2−、−SO2−(CH2ra−、−O−(CH2
ra−O−(CH2rb−、−(CH2ra−N(Cpa
2pa+1)−SO2−、又は−(CH2ra−N(Cpa
2pa+1)−CO−を表わす。ra及びrbは、独立に1
〜20であり、paは0〜4である。
J 1 is —CO—O— (CH 2 ) ra —, —O
- (CH 2) ra -, - (CH 2) ra -, - O-SO 2 -,
-SO 2 -, - SO 2 - (CH 2) ra -, - O- (CH 2)
ra -O- (CH 2) rb - , - (CH 2) ra -N (C pa H
2pa + 1) -SO 2 -, or - (CH 2) ra -N ( C pa H
2pa + 1 ) represents -CO-. ra and rb are independently 1
-20 and pa is 0-4.

【0053】R1は、−O−Cqa2qa−O−Cqb
2qb+1、−Cqa2qa−O−Cqb2qb+1、−Cqa2qa
3、−O−Cqa2qa−R3、−CO−O−Cqa2qa
3、又は−O−CO−Cqa2qa−R3を表わし、直鎖
状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R3は、−
O−CO−Cqb2qb+1、−CO−O−Cqb2qb+1、−
H、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−CNを表わ
し、qa及びqbは独立に1〜20である)。
R 1 is -OC qa H 2qa -OC qb H
2qb + 1, -C qa H 2qa -O-C qb H 2qb + 1, -C qa H 2qa -
R 3, -O-C qa H 2qa -R 3, -CO-O-C qa H 2qa -
R 3 or —O—CO—C qa H 2qa —R 3 , which may be linear or branched (where R 3 is-
O-CO-C qb H 2qb + 1, -CO-O-C qb H 2qb + 1, -
H, -Cl, -F, -CF 3 , -NO 2, represents a -CN, qa and qb are 20 independently).

【0054】R2はCxa2xa−Xを表わす(Xは−H又
は−Fを表わし、xaは1〜20の整数である)。
R 2 represents C xa F 2xa -X (X represents -H or -F, and xa is an integer of 1 to 20).

【0055】[0055]

【化7】 を表わす。Embedded image Represents

【0056】gb、hb、ibはそれぞれ独立に0〜3
の整数(但し、gb+hb+ibは少なくとも2であ
る)を表わす。
Gb, hb and ib are each independently 0 to 3
(Where gb + hb + ib is at least 2).

【0057】夫々のL3、L4は独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、
−CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−
Te−CO−、−(CH2CH2ka−(kaは1〜
4)、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=N−、−
N=CH−、−CH2−O−、−O−CH2−、−CO−
又は−O−を表わす。
Each of L 3 and L 4 is independently a single bond, —CO
-O-, -O-CO-, -CO-S-, -S-CO-,
-CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-,-
Te-CO -, - (CH 2 CH 2) ka - (ka is 1
4), -CH = CH-, -C≡C-, -CH = N-,-
N = CH -, - CH 2 -O -, - O-CH 2 -, - CO-
Or -O-.

【0058】夫々のX2、Y2、Z2はA4、A5、A6の置
換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CF3、−O−C
3、−CN、又は−NO2を表わし、夫々のjb、m
b、nbはそれぞれ0〜4の整数を表わす。
Each of X 2 , Y 2 , and Z 2 is a substituent of A 4 , A 5 , and A 6 and independently represents —H, —Cl, —F, —Br, —
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CF 3, -O-C
F 3 , —CN, or —NO 2 , and each jb, m
b and nb each represent an integer of 0 to 4.

【0059】J2は、−CO−O−Crc2rc−、−O−
rc2rc−、−Crc2rc−、−O−(Csa2sa
O)ta−Crd2rd−、−O−SO2−、−SO2−、−
SO2−Crc2rc−、−Crc2rc−N(Cpb2pb+1
−SO2−、−Crc2rc−N(Cpb2pb+1)−CO−
であり、rc及びrdは独立に1〜20であり、saは
それぞれの(Csa2sa−O)に独立に1〜10であ
り、taは1〜6であり、pbは0〜4である。
J 2 is —CO—O—C rc H 2rc —, —O—
C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -, - O- (C sa H 2sa -
O) ta -C rd H 2rd- , -O -SO 2- , -SO 2 -,-
SO 2 -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1)
-SO 2 -, - C rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1) -CO-
Where rc and rd are independently 1-20, sa is independently 1-10 for each (C sa H 2sa -O), ta is 1-6, pb is 0-4. is there.

【0060】R4は、−O−(Cqc2qc−O)wa−Cqd
2qd+1、−(Cqc2qc−O)wa−Cqd2qd+1、−C
qc2qc−R6、−O−Cqc2qc−R6、−CO−O−C
qc2qc−R6、又は−O−CO−Cqc2qc−R6を表わ
し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R
6は−O−CO−Cqd2qd+1、−CO−O−Cqd
2qd+1、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−CN、又
は−Hを表わし、qc及びqdは独立に1〜20の整
数、waは1〜10の整数である)。
R 4 is -O- (C qc H 2qc -O) wa- C qd
H 2qd + 1, - (C qc H 2qc -O) wa -C qd H 2qd + 1, -C
qc H 2qc -R 6 , -OC qc H 2qc -R 6 , -CO- OC
qc H 2qc -R 6, or represents -O-CO-C qc H 2qc -R 6, linear, may be either branched (Here, R
6 is -O-CO-C qd H 2qd + 1, -CO-O-C qd H
2qd + 1, -Cl, -F, -CF 3, -NO 2, represents -CN, or -H, qc and qd are independently an integer of 1 to 20, the wa is an integer of 1 to 10).

【0061】R5は、(Cxb2xb−O)za−Cya
2ya+1で表わされる(但し、上記式中xbはそれぞれの
(Cxb2xb−O)に独立に1〜10であり、yaは1
〜10であり、zaは1〜10である)。
R 5 is (C xb F 2xb -O) za -C ya F
2ya + 1 is represented by (wherein, the formula xb is 1 to 10 independently of each (C xb F 2xb -O), ya is 1
And za is 1-10).

【0062】上記一般式(I)で表わされる化合物は、
特開平2−142753号公報、米国特許第5,08
2,587号に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。
The compound represented by the above general formula (I) is
JP-A-2-142755, U.S. Pat.
2,587.
Specific examples of such compounds are listed below.

【0063】[0063]

【化8】 Embedded image

【0064】[0064]

【化9】 Embedded image

【0065】[0065]

【化10】 Embedded image

【0066】[0066]

【化11】 Embedded image

【0067】[0067]

【化12】 Embedded image

【0068】[0068]

【化13】 Embedded image

【0069】[0069]

【化14】 Embedded image

【0070】[0070]

【化15】 Embedded image

【0071】[0071]

【化16】 Embedded image

【0072】[0072]

【化17】 Embedded image

【0073】[0073]

【化18】 Embedded image

【0074】[0074]

【化19】 上記一般式(II)で表わされる化合物は、国際公開W
O93/22396、特表平7−506368号公報に
記載の方法によって得ることができる。かかる化合物の
具体例を以下に列挙する。
Embedded image The compound represented by the above general formula (II) is disclosed in International Publication W
O93 / 22396 and JP-T-7-506368. Specific examples of such compounds are listed below.

【0075】[0075]

【化20】 Embedded image

【0076】[0076]

【化21】 Embedded image

【0077】[0077]

【化22】 Embedded image

【0078】[0078]

【化23】 Embedded image

【0079】[0079]

【化24】 本発明の液晶素子で用いる液晶組成物では、上述したフ
ッ素含有液晶性化合物の他、フルオロカーボン鎖を持た
ない、いわゆるハイドロカーボンタイプの液晶性化合物
を配合することができる。その具体例として、以下の構
造のものが挙げられる。
Embedded image In the liquid crystal composition used in the liquid crystal element of the present invention, in addition to the above-mentioned fluorine-containing liquid crystal compound, a so-called hydrocarbon type liquid crystal compound having no fluorocarbon chain can be blended. Specific examples include those having the following structures.

【0080】[0080]

【化25】 Embedded image

【0081】[0081]

【化26】 Embedded image

【0082】[0082]

【化27】 Embedded image

【0083】[0083]

【化28】 Embedded image

【0084】[0084]

【化29】 また本発明で用いるカイラルスメクチック相を呈する液
晶組成物では、少なくとも一種の光学活性化合物を配合
することが必須となる。かかる光学活性化合物として
は、鎖状あるいは環状の光学活性部位を有する化合物の
中から上述したフッ素含有液晶性化合物等の他の液晶成
分との適合を考慮して、選択され得る。具体例を以下に
示す。
Embedded image Further, in the liquid crystal composition exhibiting a chiral smectic phase used in the present invention, it is essential to incorporate at least one optically active compound. Such an optically active compound can be selected from compounds having a chain or cyclic optically active site in consideration of compatibility with other liquid crystal components such as the above-mentioned fluorine-containing liquid crystal compound. Specific examples are shown below.

【0085】[0085]

【化30】 Embedded image

【0086】[0086]

【化31】 Embedded image

【0087】[0087]

【化32】 Embedded image

【0088】[0088]

【化33】 Embedded image

【0089】[0089]

【化34】 Embedded image

【0090】[0090]

【化35】 Embedded image

【0091】[0091]

【化36】 Embedded image

【0092】[0092]

【式3】 (Equation 3)

【0093】[0093]

【表1】 [Table 1]

【0094】[0094]

【表2】 [Table 2]

【0095】[0095]

【表3】 [Table 3]

【0096】[0096]

【表4】 [Table 4]

【0097】[0097]

【表5】 [Table 5]

【0098】[0098]

【化37】 Embedded image

【0099】[0099]

【化38】 Embedded image

【0100】[0100]

【化39】 なお、上述したカイラルスメクチック液晶には、染料や
顔料や酸化防止剤や紫外線吸収剤等の添加物を含有させ
ても良い。
Embedded image The above-mentioned chiral smectic liquid crystal may contain additives such as a dye, a pigment, an antioxidant, and an ultraviolet absorber.

【0101】また、非一軸配向膜7における膜面方向の
体積抵抗率は1×106 〜1×109 Ωcmの範囲が好
ましい。これにより、画素間のクロストークを充分に防
止できる。なお、非一軸配向膜7の体積抵抗率は、その
材料を選択することにより調整すれば良い。
The volume resistivity of the non-uniaxially oriented film 7 in the film surface direction is preferably in the range of 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Ωcm. Thereby, crosstalk between pixels can be sufficiently prevented. Note that the volume resistivity of the non-uniaxial alignment film 7 may be adjusted by selecting the material.

【0102】ところで、図1に示す実施の形態の液晶素
子における誘電緩和の時定数τは、液晶の容量CL と電
極6上に形成される非一軸配向膜7の抵抗RI との積で
表され、 τ≒CL ・RI となる。ここで、CL =εL ・(S/dL ),RI
(dI /S)・ρI より、 τ=εL ・ρI ・(dI /dL ) となる。
Incidentally, the time constant τ of dielectric relaxation in the liquid crystal device of the embodiment shown in FIG. 1 is a product of the capacitance C L of the liquid crystal and the resistance R I of the non-uniaxial alignment film 7 formed on the electrode 6. represented, the τ ≒ C L · R I. Here, C L = ε L · (S / d L ), R I =
From (d I / S) · ρ I , τ = ε L · ρ I · (d I / d L ).

【0103】一方、液晶素子1の各画素に情報を書き込
む場合において、印加電圧の基本的なパルス巾をtとす
ると、この時間t内に上記誘電緩和が行われている必要
があり、
On the other hand, when writing information to each pixel of the liquid crystal element 1, assuming that the basic pulse width of the applied voltage is t, the dielectric relaxation must be performed within this time t.

【0104】[0104]

【式4】τ=εL ・ρI ・(dI /dL )≦t を満たす必要がある。[Formula 4] It is necessary to satisfy τ = ε L · ρ I · (d I / d L ) ≦ t.

【0105】ところで、非一軸配向膜7の体積抵抗率ρ
I は一般に高いため、電極と接している部分において電
荷の出し入れに整流性が生じ、電圧印加の方向によって
異なるインピーダンス(Z+,Z−)を示すことがあ
る。つまり、非一軸配向膜7にその膜厚方向に電圧を印
加した場合、観測されるインピーダンスは電圧印加方向
に応じて異なる。そして、インピーダンスの大きい方に
おいてはスイッチングスピードが低下し、駆動マージン
も低下することとなる。
Incidentally, the volume resistivity ρ of the non-uniaxial alignment film 7
Since I is generally high, rectification occurs in taking in and out of the electric charge in a portion in contact with the electrode, and may exhibit different impedances (Z +, Z-) depending on the direction of voltage application. That is, when a voltage is applied to the non-uniaxially oriented film 7 in the thickness direction, the observed impedance differs depending on the voltage application direction. Then, the switching speed decreases in the one with the larger impedance, and the driving margin also decreases.

【0106】ここで、大きいインピーダンスの絶対値と
小さいインピーダンスの絶対値との比(以下、“インピ
ーダンス極性比”とする)Zratio を、
Here, the ratio of the absolute value of the large impedance to the absolute value of the small impedance (hereinafter referred to as “impedance polarity ratio”) Z ratio is

【0107】[0107]

【式5】Zratio =max(|Z−|/|Z+|,|Z
+|/|Z−|) と定義すると、|Z−|<|Z+|の場合にはZratio
=|Z+|/|Z−|となり、|Z−|>|Z+|の場
合にはZratio =|Z−|/|Z+|となる。そして、
インピーダンスの小さい方(すなわち、(dI /S)・
ρI )において、 τ=εL ・ρI ・(dI /dL )≦t を満たしている必要があり、インピーダンスの大きい方
(すなわち、Zratio ・(dI /S)・ρI )におい
て、 τ′=Zratio ・εL ・ρI ・(dI /dL )≦t を満足している必要がある。
[Equation 5] Z ratio = max (| Z− | / | Z + |, | Z
+ | / | Z− |), when | Z− | <| Z + |, Z ratio
= | Z + | / | Z- |, and when | Z- |> | Z + |, Z ratio = | Z− | / | Z + |. And
The one with the smaller impedance (ie, (d I / S)
In ρ I), τ = ε L · ρ I · ( must meet the d I / d L) ≦ t , the larger the impedance (i.e., Z ratio · (d I / S) · ρ I) , It is necessary to satisfy τ ′ = Z ratio · ε L · ρ I · (d I / d L ) ≦ t.

【0108】つまり、インピーダンスの大小にかかわら
ず、
That is, regardless of the magnitude of the impedance,

【0109】[0109]

【式6】 Zratio ≦t/((εL ・ρI )・(dI /dL )) を満足している必要があり、この式を満足する場合には
駆動マージンの低下が防止される。
[Equation 6] It is necessary to satisfy Z ratio ≦ t / ((ε L · ρ I ) · (d I / d L )), and when this equation is satisfied, a decrease in the drive margin is prevented. You.

【0110】つまり、スイッチング時の誘電緩和は、非
一軸配向膜の整流性のために一方は遅くなり易く、マー
ジンが低下するおそれがあるが、式*3に示す条件を満
たす限り、マージン低下は発生しない。
In other words, the dielectric relaxation at the time of switching tends to be slower due to the rectifying property of the non-uniaxially oriented film, and the margin may be reduced. Does not occur.

【0111】特に、隣接間抵抗として数10メガΩ以上
得られるように、非一軸配向膜7の体積抵抗率を1×1
6 〜1×109 Ωcmとするときは、パネル駆動パル
スとしてマイクロ秒前後の波形を用いる際に、値として
10〜100のインピーダンスの極性比が液晶の緩和時
定数に影響を与える大きさとなるため、インピーダンス
の極性比をなくすことがマージン確保に効果的になる。
In particular, the volume resistivity of the non-uniaxially oriented film 7 is set to 1 × 1 so as to obtain a resistance of several tens of mega-ohms or more as a resistance between adjacent layers.
When using a waveform of about 6 to 1 × 10 9 Ωcm, the polarity ratio of the impedance of 10 to 100 is a value that affects the relaxation time constant of the liquid crystal when a waveform around microseconds is used as the panel drive pulse. Therefore, eliminating the polarity ratio of impedance is effective for securing a margin.

【0112】なお、Z+とZ−との間に差がないときに
は、Zratio =1となり、式6と式4とは一致する。
When there is no difference between Z + and Z-, Z ratio = 1, and Equations 6 and 4 match.

【0113】次に、非一軸配向膜7等の膜の抵抗値を測
定する手段について、図3及び図4を参照して説明す
る。
Next, means for measuring the resistance value of a film such as the non-uniaxially oriented film 7 will be described with reference to FIGS.

【0114】図3は、膜の膜厚方向における抵抗値を測
定するための系を示した図であり、符号20は、測定対
象の膜であり、電極21と電極22との間に電流を流し
て測定を行うものである。ここで、一方の電極21は、
Alからなる直径1mmφの電極であり、他方の電極2
2は、ITOからなる電極である。
FIG. 3 is a diagram showing a system for measuring a resistance value in a film thickness direction of a film. Reference numeral 20 denotes a film to be measured, and a current is applied between an electrode 21 and an electrode 22. The measurement is performed while flowing. Here, one electrode 21 is
An electrode made of Al having a diameter of 1 mmφ and the other electrode 2
Reference numeral 2 denotes an electrode made of ITO.

【0115】また、図4は、膜の膜面方向における抵抗
値を測定するための系を示した図であり、符号23は、
測定対象の膜であり、電極25と電極26との間に電流
を流して測定を行うものである。
FIG. 4 is a diagram showing a system for measuring the resistance value of the film in the film surface direction.
This is a film to be measured, and a current is applied between the electrode 25 and the electrode 26 to perform measurement.

【0116】ところで、本発明においては、特に図1に
示す実施の形態では非一軸配向膜7よりも基板側(例え
ば、非一軸配向膜7と電極6との間)に、所定の無機膜
を設けて、さらに耐圧を増加させても良い。これによ
り、素子の耐久性を増すことができる。
In the present invention, in particular, in the embodiment shown in FIG. 1, a predetermined inorganic film is provided on the substrate side (for example, between the non-uniaxially oriented film 7 and the electrode 6) with respect to the non-uniaxially oriented film 7. It may be provided to further increase the breakdown voltage. Thereby, the durability of the element can be increased.

【0117】このような無機膜としては、ZnO、Sn
2 、またはTaOxなどの種々のスパッタにより形成
した蒸着膜が適しており、例えば、酸素ガス、アルゴン
ガスなどのガス圧調整により、またはRFパワーの調整
により、その膜厚方向の抵抗率を1×104 〜1×10
8 Ωcmに制御した1000Å〜2000Åの膜厚程度
のものが最適に使用し得る。
As such an inorganic film, ZnO, Sn
A vapor-deposited film formed by various sputtering methods such as O 2 or TaOx is suitable. For example, by adjusting the gas pressure of an oxygen gas, an argon gas or the like, or by adjusting the RF power, the resistivity in the film thickness direction is set to 1 × 10 4 -1 × 10
A film having a thickness of about 1000 to 2000 mm controlled to 8 Ωcm can be optimally used.

【0118】なお、このような無機膜を設ける場合、膜
厚方向の体積抵抗の上限値は、非一軸配向膜7と同様
に、スイッチングの前状態を解除する必要から、約1×
108Ωcm程度が好ましい。
When such an inorganic film is provided, the upper limit of the volume resistance in the film thickness direction is about 1 × since it is necessary to cancel the state before switching, similarly to the non-uniaxially oriented film 7.
It is preferably about 10 8 Ωcm.

【0119】一方、下限値も上層の膜に対しても同様の
条件として、例えば導電性の異物などの混入により、液
晶部分がショート状態になったとしても、該蒸着膜の膜
厚方向に流れる電流を抑制することにより、ショート部
分またはその周辺に対して、画質上の欠陥を顕著にしな
いための条件により導出される。代表的な考え方の例と
して、セルの厚み程度の異物により、液晶部分に膜厚方
向に電気的なパスが生じた場合、前述した画素間におけ
る電圧降下率を1/100とするためには、この部分の
抵抗が給電部から画素端までの抵抗1kΩの100倍必
要である。ショート面積を2μm×2μmとし、無機膜
の厚みが1000Åであれば、ρmin ・1・10-5
(2・10-42 ≧1・105 (Ω)(ρmin :抵抗の
下限値)より、ρmin ≧4・102 (Ωcm)であり、
例えば複数箇所でのパスを想定すると、約1×104 Ω
cm以上の体積抵抗率が求められる。
On the other hand, the same applies to the lower limit value and the upper layer film. For example, even if the liquid crystal portion is short-circuited due to the incorporation of a conductive foreign substance or the like, it flows in the thickness direction of the deposited film. By suppressing the current, it is derived based on a condition for preventing a defect in image quality from being noticeable in or around the short portion. As an example of a typical idea, when an electric path is generated in a liquid crystal portion in a film thickness direction by a foreign substance having a thickness of about the cell, in order to reduce the above-described voltage drop rate between pixels to 1/100, The resistance of this portion is required to be 100 times the resistance of 1 kΩ from the feeding portion to the pixel end. If the short area is 2 μm × 2 μm and the thickness of the inorganic film is 1000 °, ρ min · 1 · 10 −5 /
From (2 · 10 −4 ) 2 ≧ 1 · 10 5 (Ω) (ρ min : lower limit of resistance), ρ min ≧ 4 · 10 2 (Ωcm),
For example, assuming a path at a plurality of locations, about 1 × 10 4 Ω
cm or more is required.

【0120】次に、上述した液晶素子1を用いて液晶表
示装置30を構成した場合について、図5及び図6を参
照して簡単に説明する。
Next, a case where the liquid crystal display device 30 is configured using the above-described liquid crystal element 1 will be briefly described with reference to FIGS.

【0121】図5は、液晶表示装置の全体構成を示すブ
ロック図であるが、この図に示すように、液晶素子1に
は情報線駆動回路405や走査線駆動回路404が接続
されており、これらの回路404,405には、駆動制
御回路411及びグラフィックコントローラ402が順
に接続されている。このうち、グラフィックコントロー
ラ402は、GCPU(中央演算処理装置)412、ホ
ストCPU413並びにVRAM414を有しており、
画像情報の管理や通信を司っている。また、GCPU4
12から駆動制御回路411へは画像情報やSYNC信
号が送信されるが、この画像情報は、図6に示すよう
に、走査線アドレス情報や表示情報からなっている。こ
のうち、走査線アドレス情報は走査線駆動回路404へ
送られ、表示情報は情報線駆動回路405へ送られるよ
うになっている。
FIG. 5 is a block diagram showing the entire configuration of the liquid crystal display device. As shown in FIG. 5, an information line driving circuit 405 and a scanning line driving circuit 404 are connected to the liquid crystal element 1. The drive control circuit 411 and the graphic controller 402 are sequentially connected to these circuits 404 and 405. The graphic controller 402 includes a GCPU (Central Processing Unit) 412, a host CPU 413, and a VRAM 414,
Manages image information and communicates. GCPU4
Image information and a SYNC signal are transmitted from 12 to the drive control circuit 411, and this image information includes scanning line address information and display information as shown in FIG. The scanning line address information is sent to the scanning line driving circuit 404, and the display information is sent to the information line driving circuit 405.

【0122】さらに、走査線駆動回路404は、走査線
アドレス情報によって決まる電極9に走査信号を印加す
るようになっており、また情報線駆動回路405は情報
信号を印加するようになっている。なお、液晶素子1の
裏面には光源(不図示)が配置されていて、この光源に
よって液晶素子1を照明するようになっている。
Further, the scanning line driving circuit 404 applies a scanning signal to the electrode 9 determined by the scanning line address information, and the information line driving circuit 405 applies the information signal. Note that a light source (not shown) is disposed on the back surface of the liquid crystal element 1, and the light source illuminates the liquid crystal element 1.

【0123】液晶素子1が上述のように良好なスイッチ
ング特性を有することから、図5に示す液晶表示装置3
0は、優れた駆動特性を発揮し、高精細、高速、大面積
の表示装置となる。
Since the liquid crystal element 1 has good switching characteristics as described above, the liquid crystal display device 3 shown in FIG.
No. 0 exhibits excellent driving characteristics, and becomes a high-definition, high-speed, large-area display device.

【0124】次に、液晶素子1の駆動法について、図7
を参照して説明する。
Next, a method of driving the liquid crystal element 1 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0125】上述した液晶素子1の駆動法としては、例
えば特開昭59−193426号公報、特開昭59−1
93427号公報、特開昭60−156046号公報、
特開昭60−156047号公報などに開示された駆動
法を適用すればよい。
As a driving method of the liquid crystal element 1 described above, for example, JP-A-59-193426 and JP-A-59-1
93427, JP-A-60-156046,
The driving method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-156047 or the like may be applied.

【0126】図7は、電極に印加する各信号の波形を示
す波形図である。ここで、図7(a)中に符号SS で示す
信号は、選択された走査線に印加する選択走査波形を示
しており、符号SN で示す信号は、選択されていない非
選択走査波形を示している。また、符号IS で示す信号
は、選択された情報線に印加する選択情報信号(黒)を
示しており、符号IN で示す信号は、選択されていない
情報線に印加する非選択情報信号(白)を示している。
さらに、符号“IS −SS ”及び“IN −SS”は、選
択された走査線上の画素に印加される電圧波形を示して
おり、符号“IS −SS ”に示す電圧が印加された画素
は黒の表示状態をとり、符号“IN −SS ”に示す電圧
が印加された画素は白の表示状態をとるようになってい
る。
FIG. 7 is a waveform diagram showing the waveform of each signal applied to the electrode. The signal indicated by reference numeral S S in FIG. 7 (a) shows a selection scan waveform applied to the selected scanning line, a signal indicated by reference numeral S N is a non-selection scanning waveform that is not selected Is shown. The signal indicated by symbol I S shows the selection information signal to be applied to the selected information line (black), signal indicated by reference numeral I N is a non-selection data signal to be applied to the information line which is not selected (White).
Further, reference numeral "I S -S S" and "I N -S S" indicates a voltage waveform applied to the pixel on a selected scanning line, the voltage indicated by reference numeral "I S -S S" the applied pixel takes a black display state, the code "I N -S S" pixels to which the voltage is applied as shown in the expects a display state of white.

【0127】ここで、液晶素子1の駆動例について図8
及び図9を参照して具体的に説明する。
Here, a driving example of the liquid crystal element 1 is shown in FIG.
This will be specifically described with reference to FIG.

【0128】いま、6個の画素に、図8に示すような表
示を行わせる場合を考える。なお、これらの画素を構成
する情報線を符号I1 ,I2 で示し、走査線を符号S
1 ,S2 ,S3 で示すものとする。
Now, let us consider a case where the display as shown in FIG. 8 is performed on six pixels. The information lines constituting these pixels are indicated by reference numerals I 1 and I 2 , and the scanning lines are indicated by reference characters S
Shall be indicated by 1, S 2, S 3.

【0129】図9は、図8に示す表示を行うための駆動
信号の波形を示す波形図であるが、図8に示す表示を行
うためには、 * 3本の走査線S1 ,S2 ,S3 には図示の順序で選
択走査信号SS を印加し、 * 走査線S1 に選択走査信号SS を印加しているとき
に、情報線I1 には非選択情報信号IN を印加すると共
に、情報線I2 には選択情報信号IS を印加し、 * 走査線S2 に選択走査信号SS を印加しているとき
に、情報線I1 及び情報線I2 には非選択情報信号IN
を共に印加し、 * 走査線S3 に選択走査信号SS を印加しているとき
に、情報線I1 及び情報線I2 には選択情報信号IS
共に印加すれば良い。
FIG. 9 is a waveform diagram showing the waveform of the driving signal for performing the display shown in FIG. 8. In order to perform the display shown in FIG. 8, * 3 scanning lines S 1 and S 2 are provided. , applies a selection scan signal S S in the order shown in S 3, * when the scan lines S 1 applies a selection scan signal S S, the information lines I 1 unselected information signal I N At the same time, the selection information signal I S is applied to the information line I 2. * When the selection scanning signal S S is applied to the scanning line S 2 , the information lines I 1 and I 2 are not applied. Selection information signal I N
*, While the selection scanning signal S S is being applied to the scanning line S 3 , the selection information signal I S may be applied to both the information line I 1 and the information line I 2 .

【0130】ところで、図7に示す走査信号SS は、リ
セットパルス(パルス巾t1 )と書き込みパルス(パル
ス巾t2 )とからなるが、t1 =2t2 (すなわち、t
2 =Δtとした場合にt1 =2Δt)となるようにして
いる。なお、リセットパルスによって前表示状態がリセ
ットされる(本駆動例では白表示状態にリセットされ
る)ようになっている。
The scanning signal S S shown in FIG. 7 is composed of a reset pulse (pulse width t 1 ) and a write pulse (pulse width t 2 ), but t 1 = 2t 2 (that is, t 1 = 2t 2 ).
When 2 = Δt, t 1 = 2Δt). The previous display state is reset by a reset pulse (in this driving example, the white display state is reset).

【0131】なお、駆動波形の各パラメータ(VS 、V
I 、並びに△t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。
The parameters of the driving waveform (V S , V S
I and Δt) are determined by the switching characteristics of the liquid crystal material used.

【0132】図10は、バイアス比VI /(VI +V
S )を一定に保ちながら駆動電圧(VS +VI )を変化
させたときの、駆動電圧(VS +VI )と透過率Tとの
関係(すなわち、V−T特性)を示す図である。ここで
は、Δt=50μsec、バイアス比VI /(VI +V
S )は固定している。
FIG. 10 shows the bias ratio V I / (V I + V
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between the drive voltage (V S + V I ) and the transmittance T (that is, the VT characteristic) when the drive voltage (V S + V I ) is changed while keeping S ) constant. . Here, Δt = 50 μsec, and the bias ratio V I / (V I + V
S ) is fixed.

【0133】そして、図10の右側は、前表示状態が黒
の画素に“IN −SS の波形(図7参照)”を印加した
場合のV−T特性を示しており、 0 ≦VS +VI ≦V2 ;白リセットがされず、黒
(前表示状態)が保持される範囲 V2 ≦VS +VI ≦V3 ;黒(前表示状態)が白リ
セットされ、かつ、白保持される範囲 V3 ≦VS +VI ;黒(前表示状態)が白リ
セットされ、黒書き込みされる範囲 であることを示している。
[0133] Then, the right side of FIG. 10 is pre-display state indicates the V-T characteristic in the case of applying the "waveform I N -S S (see FIG. 7)" to black pixels, 0 ≦ V S + V I ≦ V 2; not white reset, black (pre display state) range is held V 2 ≦ V S + V I ≦ V 3; black (prior display state) is white reset, and white holding V 3 ≦ V S + V I ; black (previous display state) is reset to white, indicating that black is written.

【0134】また、図10の左側は、前表示状態が白の
画素に“IS −SS の波形(図7参照)”を印加した場
合のV−T特性を示しており、 0 ≦VS +VI ≦V1 ;白(前表示状態)が保持
される範囲 V1 ≦VS +VI ;白(前表示状態)がリセ
ットされ、白保持できない範囲 であることを示している。なお、上述したV1 を“実駆
動閾値電圧”と呼ぶ。
[0134] Further, the left side of FIG. 10 is pre-display state indicates the V-T characteristic in the case of applying the "waveform (see FIG. 7) of the I S -S S" to the pixels of the white, 0 ≦ V S + V I ≦ V 1; white (before display state) range is held V 1 ≦ V S + V I ; white (before display state) is reset, indicating that the range that can not be white retained. Incidentally, the V 1 described above is referred to as "actual driving threshold voltage".

【0135】つまり、上記〜をまとめると、IN
S の波形を印加した場合に適正に白書き込み(白保
持)が行なわれ(上記参照))、かつ、IS −SS
波形を印加した場合に適正に黒書き込みが行われる(上
記参照)ようにするためには、V2 <V1 <V3 のと
き、 V1 ≦VS +VI ≦V3 でなければならない。
That is, when the above-mentioned items are summarized, I N
When the S S waveform is applied, white writing (white holding) is performed properly (see above), and when the I S -S S waveform is applied, black writing is performed properly (see above). ), V 1 ≦ V S + V I ≦ V 3 when V 2 <V 1 <V 3 .

【0136】ここで、V3 (以下、“クロストーク電
圧”と呼ぶ)は、図7に示す波形“IN −SS ”のVB 1
によって黒書き込みが行われてしまう電圧値(上記参
照)であって、カイラルスメクチック液晶素子を駆動す
る場合一般的に存在すると言ってよい。そして、このク
ロストーク電圧V3 が大きい方が、駆動の上から好まし
い。
[0136] Here, V 3 (hereinafter, referred to as "cross-talk voltage") is, V B 1 of the waveform "I N -S S" shown in FIG. 7
Is a voltage value (see above) at which black writing is performed, and it can be said that the voltage value generally exists when a chiral smectic liquid crystal element is driven. Then, the person crosstalk voltage V 3 is large, preferably from the top of the drive.

【0137】なお、このクロストーク電圧V3 を大きく
するにはバイアス比を大きくすれば良いが、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。我々の検討でバイアス比1/3〜1
/4程度が実用的であった。
[0137] Incidentally, it is sufficient to increase the bias ratio to increase the cross-talk voltage V 3, increasing the bias ratio corresponds to a large amplitude of a data signal, an increase in flickering in image quality This leads to a decrease in contrast, which is not preferable. According to our study, the bias ratio is 1/3 to 1
About / 4 was practical.

【0138】いま、△V(以下、“電圧マージンパラメ
ータと呼ぶ”)を、 △V=(V3 −V1 )/(V3 +V1 ) と定義すると、この電圧マージンパラメータ△Vは、マ
トリクス駆動可能な電圧幅のパラメータとなり、このパ
ラメータ△Vは大きい程良く、このパラメータΔVは液
晶材料のスイッチング特性及び素子構成に強く依存す
る。
Now, if ΔV (hereinafter, referred to as “voltage margin parameter”) is defined as ΔV = (V 3 −V 1 ) / (V 3 + V 1 ), this voltage margin parameter ΔV is a matrix This is a parameter of the drivable voltage width. The larger the parameter ΔV, the better, and the parameter ΔV strongly depends on the switching characteristics and the element configuration of the liquid crystal material.

【0139】なお、以上においては、電圧を変化させる
ことによって液晶のスイッチングを行っているが、電圧
を一定の状態で電圧印加時間Δtを変化させることによ
って該スイッチングを行うようにしてもよい。その場合
には、 M2=(Δt2 −Δt1 )/(Δt2 +Δt1 ) ここで、Δt1 (電圧印加時間閾値)は、上記実駆動閾
値電圧V1 に相当するもの、Δt2 (電圧印加時間クロ
ストーク値)は、上記クロストーク電圧V3 に相当する
もの。で定義する電圧印加時間マージンパラメータ(M
2)は、大きい程良い。
In the above description, the switching of the liquid crystal is performed by changing the voltage. However, the switching may be performed by changing the voltage application time Δt while keeping the voltage constant. In this case, M2 = (Δt 2 −Δt 1 ) / (Δt 2 + Δt 1 ) Here, Δt 1 (voltage application time threshold) corresponds to the actual drive threshold voltage V 1 , and Δt 2 (voltage application time crosstalk value) is equivalent to the cross-talk voltage V 3. Voltage application time margin parameter (M
2), the larger the better.

【0140】なお、上記電圧マージンパラメータ△V並
びに電圧印加時間マージンパラメータM2は、液晶素子
に固有のものであって、液晶材料や液晶素子の構成に応
じて異なる。また、これらのパラメータ△V,M2は、
環境温度に応じて変化する。したがって、液晶素子の駆
動条件は、液晶材料、液晶素子の構成、環境温度に応じ
て最適化する必要がある。
The voltage margin parameter ΔV and the voltage application time margin parameter M2 are specific to the liquid crystal element, and differ depending on the liquid crystal material and the configuration of the liquid crystal element. Also, these parameters , V, M2 are
It changes according to the environmental temperature. Therefore, it is necessary to optimize the driving conditions of the liquid crystal element according to the liquid crystal material, the configuration of the liquid crystal element, and the environmental temperature.

【0141】[0141]

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に沿って更に
詳細に説明する。 (実施例1)まず、本発明の実施例1について、図11
乃至図14を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in more detail with reference to specific embodiments. (Embodiment 1) First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS.

【0142】本実施例においては、図1に示す構造の液
晶素子であって非一軸配向膜7の形成方法等が相違する
2種類の液晶素子(以下、“液晶素子1A”並びに“液
晶素子1B”とする)を作成して、これら2種類の液晶
素子1A,1Bの特性を比較すると共に、非一軸配向膜
7の形成方法等が相違する2種類の試料1LA,1LB
(以下、“評価用試料1LA,1LB”とする)を作成
して、非一軸配向膜7の評価を行った。
In this embodiment, two types of liquid crystal elements (hereinafter, referred to as “liquid crystal element 1A” and “liquid crystal element 1B”) having the structure shown in FIG. "), The characteristics of these two types of liquid crystal elements 1A and 1B are compared, and the two types of samples 1LA and 1LB differing in the method of forming the non-uniaxial alignment film 7 and the like.
(Hereinafter referred to as “evaluation samples 1LA, 1LB”), and the non-uniaxially oriented film 7 was evaluated.

【0143】まず、液晶素子1A,1Bについて説明す
る。
First, the liquid crystal elements 1A and 1B will be described.

【0144】液晶素子1A,1Bの具体的構造は、図1
に示す液晶素子1と同様である。すなわち、液晶素子1
A,1Bは、所定距離だけ離間した位置に配置される一
軸配向側基板(基板)2及び非一軸配向側基板(基板)
3を備えており、これらの基板2,3の間には液晶5が
挟持されている。また、一軸配向側基板2の表面には電
極9や配向制御膜10が形成されており、配向制御膜1
0には、液晶5を一軸配向させるべく処理がなされてい
る。さらに、非一軸配向側基板3の表面には電極6や非
一軸配向膜7が形成されており、液晶分子に対して非一
軸配向特性を有するようになっている。
The specific structure of the liquid crystal elements 1A and 1B is shown in FIG.
Is the same as the liquid crystal element 1 shown in FIG. That is, the liquid crystal element 1
A and 1B are a uniaxially oriented substrate (substrate) 2 and a non-uniaxially oriented substrate (substrate) arranged at positions separated by a predetermined distance.
A liquid crystal 5 is sandwiched between the substrates 2 and 3. An electrode 9 and an orientation control film 10 are formed on the surface of the uniaxial orientation side substrate 2.
0 is treated to uniaxially align the liquid crystal 5. Further, an electrode 6 and a non-uniaxial alignment film 7 are formed on the surface of the non-uniaxial alignment side substrate 3 so as to have non-uniaxial alignment characteristics with respect to liquid crystal molecules.

【0145】次に、液晶素子1Aの製造方法について説
明する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal element 1A will be described.

【0146】まず、一般的なDCスパッタ装置とITO
(インジウム ティン オキサイド)のターゲットとを
用い、基板2,3の表面にITO膜をスパッタリング形
成した。なお、このスパッタリングにおいては、スパッ
タ装置のパワーを1W/cm2 とし、スパッタガスには
ArとO2 の混合ガス(Ar:90SCCM,O2 :1
0SCCM)を用い、放電時間を2.5分間として、I
TO膜の膜厚が700Åになるようにした。そして、こ
のITO膜を、通常の湿式エッチング法によって所望の
形状にパターニングし、電極6,9を作成した。
First, a general DC sputtering apparatus and an ITO
An ITO film was formed on the surfaces of the substrates 2 and 3 by sputtering using a target of (indium tin oxide). In this sputtering, the power of the sputtering apparatus was set to 1 W / cm 2, and a mixed gas of Ar and O 2 (Ar: 90 SCCM, O 2 : 1) was used as a sputtering gas.
0SCCM) and the discharge time is 2.5 minutes,
The thickness of the TO film was set to 700 °. Then, the ITO film was patterned into a desired shape by a normal wet etching method, and electrodes 6 and 9 were formed.

【0147】次に、一方の基板(一軸配向側基板)2の
表面には、ポリアミック酸(東レ社製、LP−64)
を、2700rpm,20秒の条件でスピンコートし、
これを200℃で60分間焼成して、厚さ50Åの配向
制御膜(ポリイミド膜)10を形成した。その後、この
配向制御膜10に、回転数1000rpm、押し込み量
0.4mm、送りスピード5mm/sec、片方向3回
のラビング処理を施した。
Next, the surface of one substrate (uniaxially oriented substrate) 2 is coated with polyamic acid (LP-64, manufactured by Toray Industries, Inc.).
Is spin-coated at 2700 rpm for 20 seconds,
This was baked at 200 ° C. for 60 minutes to form an orientation control film (polyimide film) 10 having a thickness of 50 °. Thereafter, the orientation control film 10 was subjected to rubbing three times in one direction at a rotation speed of 1000 rpm, a pushing amount of 0.4 mm, a feed speed of 5 mm / sec.

【0148】また、他方の基板(非一軸配向側基板)3
の表面には、溶液(SiOxの重合体にラダー型のポリ
シロキサンを重合比で40%混合したシリコン酸化物母
材中に、粒径が約100ÅのSnOxの酸化物超微粒子
を分散した溶液)を、1000rpm,10秒の条件で
スピンコートし、これを200℃で60分間焼成して、
厚さ2000Åの非一軸配向膜7を形成した。
The other substrate (non-uniaxially oriented substrate) 3
(A solution in which ultrafine particles of SnOx having a particle size of about 100 ° are dispersed in a silicon oxide base material in which a ladder-type polysiloxane is mixed at a polymerization ratio of 40% with a polymer of SiOx) Is spin-coated at 1000 rpm for 10 seconds, and baked at 200 ° C. for 60 minutes.
A non-uniaxially oriented film 7 having a thickness of 2000 ° was formed.

【0149】次に、一軸処理側基板2の配向制御膜10
表面には、2.2μm径のSiO2微粒子を含有させた
溶液をスピンコート法によって塗布し、これを加熱し
て、SiO2 微粒子を配向制御膜10の表面に分散固着
させた。さらに、粒径約5μmの接着粒子(エポキシ樹
脂粒子)を含有させた溶液をスピンコート法によって塗
布し、同じく加熱してエポキシ樹脂粒子を分散固着させ
た。
Next, the alignment control film 10 of the uniaxial processing side substrate 2
A solution containing 2.2 μm-diameter SiO 2 fine particles was applied to the surface by spin coating, and heated to disperse and fix the SiO 2 fine particles on the surface of the orientation control film 10. Further, a solution containing adhesive particles (epoxy resin particles) having a particle size of about 5 μm was applied by a spin coating method, and heated again to disperse and fix the epoxy resin particles.

【0150】また、印刷機を用いて、非一軸処理側基板
3の所望の位置にシール剤を塗布し、これを90℃で5
分間プリベークした。
Further, a sealant is applied to a desired position of the non-uniaxial processing side substrate 3 by using a printing machine, and this is applied at 90 ° C. for 5 minutes.
Prebaked for minutes.

【0151】さらに、基板2と基板3とを、プレス機を
用いて50gf/cm2 の圧力で圧着し、同じ圧力をエ
アークッションにて加えた状態で、110℃、90分間
の加熱を行ない、シール剤を硬化させ、これら2枚の基
板2,3を貼り合わせた。
Further, the substrate 2 and the substrate 3 were pressed with a press machine at a pressure of 50 gf / cm 2 and heated at 110 ° C. for 90 minutes while applying the same pressure with an air cushion. The sealant was cured, and the two substrates 2 and 3 were bonded together.

【0152】このあと上記作業でできあがった空素子
を、通常のロードロック式の真空室内に入れ、1×10
-5Torrまで真空引きしたあと、1×10-2Torr
の真空中で95℃に加熱した液晶貯留槽に注入口をつけ
るように浸し、液晶を空素子内に注入した。
Thereafter, the empty element formed by the above operation is put into a normal load lock type vacuum chamber, and the empty element is placed in a 1 × 10
After evacuating to -5 Torr, 1 × 10 -2 Torr
The liquid crystal was heated to 95 ° C. in a vacuum and immersed so as to have an injection port, and the liquid crystal was injected into the empty element.

【0153】次に、液晶素子1Bの製造方法について説
明する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal element 1B will be described.

【0154】基板2,3の表面には、上述と同様の方法
で電極6,9を形成した。また、一方の基板(一軸配向
側基板)2の表面には、上述と同様の方法で配向制御膜
(ポリイミド膜)10を形成すると共に、その配向制御
膜10の表面にはラビング処理を施した。
The electrodes 6 and 9 were formed on the surfaces of the substrates 2 and 3 in the same manner as described above. An orientation control film (polyimide film) 10 was formed on the surface of one substrate (uniaxial orientation side substrate) 2 in the same manner as described above, and the surface of the orientation control film 10 was subjected to a rubbing treatment. .

【0155】次に、他方の基板(非一軸配向側基板)3
の表面には、所定の溶液(SiOxの重合体からなるシ
リコン酸化物母材中に、SnOxの酸化物超微粒子を分
散させた溶液、すなわち、液晶素子1Aの場合と異なり
ラダー型ポリシロキサンを混ぜていないもの)を、10
00rpm,10秒の条件でスピンコートし、これを2
00℃で60分間焼成して、厚さ2000Åの非一軸配
向膜7を形成した。
Next, the other substrate (non-uniaxially oriented side substrate) 3
Is mixed with a predetermined solution (a solution in which ultrafine particles of SnOx oxide are dispersed in a silicon oxide matrix made of a polymer of SiOx, ie, a ladder-type polysiloxane unlike the liquid crystal element 1A). Not), 10
Spin coat under conditions of 00 rpm and 10 seconds,
It was baked at 00 ° C. for 60 minutes to form a non-uniaxially oriented film 7 having a thickness of 2000 °.

【0156】さらに、上述と同様の方法で、SiO2
粒子並びに接着粒子の分散固着、及びシール剤の塗布等
を行った後に、2枚の基板2,3を貼り合わせ、液晶注
入を行った。
Further, after the dispersion and fixation of the SiO 2 fine particles and the adhesive particles, the application of the sealant, and the like were performed in the same manner as described above, the two substrates 2 and 3 were attached to each other, and the liquid crystal was injected.

【0157】次に、非一軸配向膜7の評価を行うための
評価用試料1LA,1LBについて説明する。
Next, evaluation samples 1LA and 1LB for evaluating the non-uniaxial alignment film 7 will be described.

【0158】図11は、評価用試料の具体的構造を示す
断面図であるが、この図に示すように、評価用試料1L
A,1LBは基板3を1枚のみ備えており、この基板3
の表面には、パターニングをしない状態のITO膜50
が形成されている。また、このITO膜50の表面には
素子1A及び1Bで作成した非一軸配向膜7と同様の膜
17が形成されており、この膜17の表面にはオーミッ
クコンタクト層51が形成されている。さらに、このオ
ーミックコンタクト層51の表面には、直径が1mmφで
Al製のオーミック電極52が複数形成されている。ま
た、基板3の端部においては、リード線53がITO膜
50に接続されている。
FIG. 11 is a sectional view showing a specific structure of the evaluation sample. As shown in FIG.
A and 1LB have only one substrate 3 and this substrate 3
On the surface of the ITO film 50 without patterning
Are formed. On the surface of the ITO film 50, a film 17 similar to the non-uniaxially oriented film 7 formed by the elements 1A and 1B is formed, and on the surface of the film 17, an ohmic contact layer 51 is formed. Further, on the surface of the ohmic contact layer 51, a plurality of ohmic electrodes 52 having a diameter of 1 mm and made of Al are formed. At the end of the substrate 3, a lead wire 53 is connected to the ITO film 50.

【0159】ここで、評価用試料1LAの製造方法につ
いて説明する。
Here, a method of manufacturing the evaluation sample 1LA will be described.

【0160】まず、液晶素子1A,1Bの場合と同様の
方法で基板3の表面にITO膜50を形成した。なお、
このITO膜50のパターニングは行わず、ITO膜5
0の表面には、液晶素子1Aにおける非一軸配向膜7の
場合と同様に膜17を形成した。
First, an ITO film 50 was formed on the surface of the substrate 3 in the same manner as in the case of the liquid crystal elements 1A and 1B. In addition,
This ITO film 50 is not patterned, and the ITO film 5 is not patterned.
On the surface of No. 0, a film 17 was formed as in the case of the non-uniaxial alignment film 7 in the liquid crystal element 1A.

【0161】そして、このように膜17を形成した後、
膜17(非一軸配向膜7)と同様の材料を用いSnOx
超微粒子の濃度を高めて体積抵抗率が1×104 Ωcm
程度の値を取るように処方を変更した膜形成用の溶液
を、膜17の表面にスピンコートして、オーミックコン
タクト層51を形成した。なお、スピン条件は、150
0rpm、10secとして、膜厚が約500Åになる
ようにした。さらに、このオーミックコンタクト層51
の表面にはオーミック電極52を、通常の抵抗加熱型の
蒸着機によって形成した。その後、リード線53をIT
O膜50に超音波はんだで接合した。
After forming the film 17 in this manner,
Using the same material as the film 17 (non-uniaxially oriented film 7), SnOx
Volume resistivity is 1 × 10 4 Ωcm by increasing the concentration of ultrafine particles
An ohmic contact layer 51 was formed by spin-coating a film forming solution having a different formulation so as to take a value on the surface of the film 17. The spin condition was 150
At 0 rpm and 10 sec, the film thickness was set to about 500 °. Further, the ohmic contact layer 51
An ohmic electrode 52 was formed on the surface by using a normal resistance heating type vapor deposition machine. After that, the lead wire 53
It was joined to the O film 50 with ultrasonic solder.

【0162】次に、評価用試料1LBの製造方法につい
て説明する。
Next, a method of manufacturing the evaluation sample 1LB will be described.

【0163】評価用試料1LBにおいても、試料1LA
と同様の方法でITO膜50を形成し、このITO膜5
0の表面には、液晶素子1Bにおける非一軸配向膜7と
同様に膜17を形成した。その他の構成並びに製造方法
は、上述した試料1LAと同様である。
In the evaluation sample 1LB, the sample 1LA
An ITO film 50 is formed in the same manner as described above.
On the surface of No. 0, a film 17 was formed similarly to the non-uniaxial alignment film 7 in the liquid crystal element 1B. Other configurations and manufacturing methods are the same as those of the sample 1LA described above.

【0164】次に、評価用試料1LA,1LBを用いて
行う電極上に形成された膜(非一軸配向膜)の評価方法
について説明する。
Next, a method of evaluating a film (non-uniaxially oriented film) formed on an electrode using the evaluation samples 1LA and 1LB will be described.

【0165】図12は、膜17(素子における非一軸配
向膜)の評価方法を説明するための模式図であるが、こ
の膜の評価を行うに際しては、この図に示すように、リ
ード線53を接地すると共に、オーミック電極52にイ
ンピーダンス測定器60を接続した。そして、オーミッ
ク電極52に+500mVのDC電圧を印加した場合の
インピーダンスZ+と、オーミック電極52に−500
mVのDC電圧を印加した場合のインピーダンスZ−
と、をそれぞれ測定した。その結果、インピーダンス極
性比Zratio は、評価用試料1LAにおいてはほぼ
“5”となり、評価用試料1LBにおいておよそ30と
なった。これにより、試料1LAと試料1LBとでは、
膜17の電荷を出入りさせる能力が異なることが分かっ
た。
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a method for evaluating the film 17 (non-uniaxially oriented film in the device). When this film is evaluated, as shown in FIG. And the impedance measuring device 60 was connected to the ohmic electrode 52. Then, the impedance Z + when a DC voltage of +500 mV is applied to the ohmic electrode 52, and -500 to the ohmic electrode 52.
Impedance Z- when mV DC voltage is applied
And were respectively measured. As a result, the impedance polarity ratio Z ratio was approximately “5” in the evaluation sample 1LA, and was approximately 30 in the evaluation sample 1LB. Thereby, between the sample 1LA and the sample 1LB,
It was found that the ability of the film 17 to move charges in and out was different.

【0166】次に、上述の方法で作成した液晶素子1
A,1Bについて1画素の特性を調べた。
Next, the liquid crystal element 1 prepared by the above-described method is used.
The characteristics of one pixel for A and 1B were examined.

【0167】図13は、液晶素子の特性を調べる様子を
説明するための模式図であるが、1画素の特性を調べる
に際しては、この図に示すように、非一軸処理側基板3
(正確には、その電極6)を接地し、一軸処理側基板2
(正確には、その電極9)側に信号電圧を印加した。
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining how to examine the characteristics of the liquid crystal element. When examining the characteristics of one pixel, as shown in FIG.
(Accurately, the electrode 6) is grounded, and the uniaxial processing side substrate 2
(Accurately, a signal voltage was applied to the electrode 9 side.

【0168】そして、書き込み信号電圧を変化させた場
合、該電圧と光透過率との関係(V―T特性)は図14
に示すようになった。
When the write signal voltage is changed, the relationship between the voltage and the light transmittance (VT characteristic) is shown in FIG.
It became as shown in.

【0169】ここで、同図に示す矢印の行きと帰りの違
いはヒステリシスと呼ばれる量で、理想的には「0」と
なることが望ましいが、実用上は駆動電圧の5%以下程
度であれば良い。また、実線U1と破線U2は黒リセッ
卜時に液晶分子の自発分極がどちらを向いているかを示
し、例えばPsが負の場合、非一軸配向側を向くときが
U1、一軸配向側を向くときがU2である。このU1と
U2の夫々の状態を黒状態とした場合の互いの電圧閾値
のずれ量が、理想的にはやはり「0」となることが望ま
しく、このとき対称性が得られたという。これに対し閾
値ずれ量が非対称性とも呼ばれ、その値は実用的にはプ
ラスマイナス1V程度以下であれば双安定ポテンシャル
が極端に乱されることがなく、書き込み不良や焼きつき
などの経時変化が抑制される。
Here, the difference between the direction of the arrow and the direction of the return shown in the figure is the amount called hysteresis, and ideally it is desirable to be "0", but practically, it is about 5% or less of the drive voltage. Good. The solid line U1 and the broken line U2 indicate which direction the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules is oriented at the time of black reset. For example, when Ps is negative, U1 is directed toward the non-uniaxial alignment side, and U1 is directed toward the uniaxial alignment side. U2. When the respective states of U1 and U2 are set to the black state, it is desirable that the amount of deviation between the voltage thresholds is ideally also “0”. At this time, it is said that the symmetry is obtained. On the other hand, the threshold shift amount is also called asymmetry, and if the value is practically less than about ± 1 V, the bistable potential is not extremely disturbed, and a change over time such as writing failure or burn-in is caused. Is suppressed.

【0170】そして、液晶素子1Aの場合は、ヒステリ
シスは0.6V、非対称性は約0.2Vに低く抑えられ
ていることが分かった。また、他方の液晶素子1Bの場
合は、非対称性は0.3〜0.4Vで素子1Aとほとん
ど変わらないが、ヒステリシスは1.2Vと増加してい
ることが分かった。
In the case of the liquid crystal element 1A, it was found that the hysteresis was suppressed to 0.6 V and the asymmetry was suppressed to about 0.2 V. In the case of the other liquid crystal element 1B, the asymmetry was 0.3 to 0.4 V, which is almost the same as the element 1A, but the hysteresis was increased to 1.2 V.

【0171】ここで、式 Zratio ≦t/((εL ・ρI )・(dI /dL )) について考察する。[0171] Here, consider the equation Z ratio ≦ t / ((ε L · ρ I) · (d I / d L)).

【0172】本実施例の場合、t=10〜20μsec
であり、素子1A,1Bにおける非一軸配向膜7の膜厚
I =2000Åであり、液晶層の厚さdL =2μm=
20000Åであり、液晶の誘電率εL =1×10-12
(比誘電率がおよそ10)であり、膜の体積抵抗率ρI
=1×107 Ωcmであるため、上式の右辺は10〜2
0となる。そして、液晶素子1Aの場合は、左辺(Z
ratio の実測値)は5であって上式を満足しており、液
晶素子1Bの場合は、左辺(Zratio の実測値)は30
であって上式を満足していない。したがって、本実施例
によれば、上式を満たす場合(評価用試料1LA、すな
わち液晶素子1Aの場合)にはヒステリシスは小さくな
り、上式を満たさない場合(評価用試料1LB、すなわ
ち液晶素子1Bの場合)にはヒステリシスは大きくなる
ことから、上式を満たす限り適正であることが分かる。
In the case of this embodiment, t = 10 to 20 μsec
In the elements 1A and 1B, the thickness d I of the non-uniaxial alignment film 7 is 2000 °, and the thickness d L of the liquid crystal layer is 2 μm =
20000 °, and the dielectric constant ε L of the liquid crystal is 1 × 10 −12.
(The relative dielectric constant is about 10), and the volume resistivity ρ I of the film is
= 1 × 10 7 Ωcm, the right side of the above equation is 10-2.
It becomes 0. In the case of the liquid crystal element 1A, the left side (Z
measured value of ratio ) is 5, which satisfies the above expression. In the case of the liquid crystal element 1B, the left side (measured value of Z ratio ) is 30.
However, the above formula is not satisfied. Therefore, according to the present embodiment, when the above equation is satisfied (in the case of the evaluation sample 1LA, that is, in the case of the liquid crystal element 1A), the hysteresis is small, and when the above equation is not satisfied (in the evaluation sample 1LB, that is, the liquid crystal element 1B). In the case of), the hysteresis becomes large, and it is understood that the hysteresis is appropriate as long as the above expression is satisfied.

【0173】さらに、作成した液晶素子1Aを駆動する
と、残像は見えず、速い応答性が得られることを確認し
た。また、この液晶素子1Aでは、ちらつきや不良表示
領域の成長などは見られず、極めてよい双安定性が得ら
れ、焼き付きや単安定性の進行などが充分抑制され、高
い信頼性が得られることを確認した。
Furthermore, it was confirmed that when the liquid crystal element 1A thus produced was driven, no afterimage was seen and a quick response was obtained. In addition, in this liquid crystal element 1A, no flickering or growth of a defective display area is observed, extremely good bistability is obtained, progress of image sticking and monostable are sufficiently suppressed, and high reliability is obtained. It was confirmed.

【0174】これに対して、もう一方の液晶素子1Bを
駆動すると、残像や不良表示領域の成長や焼きつきが多
少観察された。
On the other hand, when the other liquid crystal element 1B was driven, afterimages, growth of defective display areas, and burn-in were somewhat observed.

【0175】一方、上述した電圧印加時間マージンパラ
メータM2(=(Δt2 −Δt1 )/(Δt2 +Δt
1 ))は、液晶素子1Bにおいてはインピーダンスの大
きい側の極性の電圧印加をリセットとした場合で0.0
5〜0.1の低下があったにもかかわらず、液晶素子1
Aにおいては(インピーダンスの大きい側の極性の電圧
及びインピーダンスの小さい側の極性の電圧)いずれを
リセットとした場合においても等しくおよそ0.25で
あった。この際、駆動電圧のピーク値として上下の基板
の電極間に20Vの電圧をかけても、液晶素子1A,1
Bともにショートの起こる画素は、見られず、マージン
改善の結果ショート防止機能が低下するというトレード
オフはなかった。 (実施例2)次に、本発明の実施例2について、図15
を参照して説明する。
On the other hand, the above-described voltage application time margin parameter M2 (= (Δt 2 −Δt 1 ) / (Δt 2 + Δt)
1 )) is 0.0% in the liquid crystal element 1B when the voltage application of the polarity with the higher impedance is reset.
Despite the decrease of 5 to 0.1, the liquid crystal element 1
In the case of A, the voltage was approximately 0.25 equally when resetting (the voltage of the polarity with the larger impedance and the voltage of the polarity with the smaller impedance). At this time, even if a voltage of 20 V is applied between the electrodes of the upper and lower substrates as the peak value of the driving voltage, the liquid crystal elements 1A and 1
In both B, no pixel in which short-circuit occurred was observed, and there was no trade-off that the short-circuit prevention function was reduced as a result of margin improvement. (Embodiment 2) Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0176】本実施例においては、図15に示す非対称
構造の液晶素子であって非一軸配向側の基板における膜
の形成方法等が相違する2種類の液晶素子(以下、“液
晶素子2A”並びに“液晶素子2B”とする)を作成し
て、これら2種類の液晶素子2A,2Bの特性を比較す
ると共に、非一軸基板側の膜の形成方法等が相違する2
種類の試料2LA,2LB(以下、“評価用試料2L
A,2LB”とする)を作成して、膜の評価を行った。
In this embodiment, two types of liquid crystal elements (hereinafter, referred to as "liquid crystal element 2A" and "liquid crystal element 2A") having an asymmetric structure shown in FIG. A liquid crystal element 2B) is prepared, the characteristics of these two types of liquid crystal elements 2A and 2B are compared, and the method of forming a film on the non-uniaxial substrate side is different.
Sample 2LA, 2LB (hereinafter referred to as “evaluation sample 2L”).
A, 2 LB "), and the film was evaluated.

【0177】図15は、本実施例にて作成した液晶素子
2A,2Bの具体的構造を示す断面図であるが、同図に
示すように、液晶素子2A,2Bにおいては、非一軸配
向側基板3には2つの層7a,7b(以下、基板3側の
層7aを“下部層7a”とし、液晶5側の層(非一軸配
向膜)7bを“上部層7b”とする)にて構成されてい
る。それ以外の構成は、上述した液晶素子1と同様であ
る。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the specific structure of the liquid crystal elements 2A and 2B produced in this embodiment. As shown in FIG. 15, the liquid crystal elements 2A and 2B have non-uniaxial alignment sides. The substrate 3 has two layers 7a and 7b (hereinafter, the layer 7a on the substrate 3 side is referred to as a “lower layer 7a”, and the layer (non-uniaxially oriented film) 7b on the liquid crystal 5 side is referred to as an “upper layer 7b”). It is configured. Other configurations are the same as those of the liquid crystal element 1 described above.

【0178】次に、液晶素子2Aの製造方法について説
明する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal element 2A will be described.

【0179】まず、実施例1と同様の装置及び同様の条
件で、基板2,3の表面にITO膜をスパッタリング
し、このITO膜をパターニングして、電極6,9を作
成した。
First, an ITO film was sputtered on the surfaces of the substrates 2 and 3 under the same apparatus and under the same conditions as in Example 1, and the ITO films were patterned to form electrodes 6 and 9.

【0180】次に、一方の基板(一軸配向側基板)2の
表面には、下記構造式のポリイミドをNMP,nBCの
混合液(2:1)で0.8wt%に希釈した溶液を、3
000rpm,20秒の条件でスピンコートし、これを
200℃で60分間焼成して、厚さ50Åの配向制御膜
(ポリイミド膜)10を形成した。
Next, a solution prepared by diluting a polyimide having the following structural formula to a concentration of 0.8 wt% with a mixed solution of NMP and nBC (2: 1) is applied to the surface of one substrate (uniaxially oriented substrate) 3.
Spin coating was performed at 2,000 rpm for 20 seconds, and the resultant was baked at 200 ° C. for 60 minutes to form a 50 ° -thick alignment control film (polyimide film) 10.

【0181】[0181]

【化40】 その後、この配向制御膜10に、回転数1000rp
m、押し込み量0.4mm、送りスピード10mm/s
ec、片方向4回のラビング処理を施した。
Embedded image Then, the rotation speed of 1000 rpm is applied to the orientation control film 10.
m, pushing amount 0.4mm, feed speed 10mm / s
ec, rubbing treatment was performed four times in one direction.

【0182】また、他方の基板(非一軸配向側基板)3
の表面には、通常のRFスパッタ装置とZnO(100
%)のターゲットとを用いて、ZnO膜よりなる下部層
7aを2000Åの厚さに形成した。なお、パワーを5
W/cm2 とし、基板加熱温度を200℃とした。ま
た、スパッタガスにはArとO2 の混合ガス(Ar:9
0SCCM,O2 :10SCCM)を用い、圧力を3m
Torrとし、放電時間を2分間とした。
The other substrate (non-uniaxially oriented substrate) 3
On the surface of the substrate, an ordinary RF sputtering apparatus and ZnO (100
%), A lower layer 7a made of a ZnO film was formed to a thickness of 2000 °. Note that the power is 5
W / cm 2 and the substrate heating temperature was 200 ° C. The sputtering gas is a mixed gas of Ar and O 2 (Ar: 9).
0 SCCM, O 2 : 10 SCCM) and the pressure is 3 m
Torr and the discharge time was 2 minutes.

【0183】次に、この下部層7aの表面に、溶液(ラ
ダー型のポリシロキサンの母材中に、粒径が約100Å
のSnOxの酸化物超微粒子を分散した溶液)を、10
00rpm,10秒の条件で2500Åの厚さにスピン
コートし、これを200℃で60分間焼成して、上部層
7bを形成した。
Next, the surface of the lower layer 7a is coated with a solution (a particle size of about 100.degree.
A solution in which ultrafine particles of SnOx oxide are dispersed)
The film was spin-coated to a thickness of 2500 ° at a condition of 00 rpm and 10 seconds, and baked at 200 ° C. for 60 minutes to form an upper layer 7b.

【0184】さらに、実施例1と同様の方法で、SiO
2 微粒子並びにV接着粒子(エポキシ樹脂粒子)の分散
固着、及びシール剤の塗布等を行った後に、2枚の基板
2,3を貼り合わせ、液晶注入を行った。
Further, in the same manner as in Example 1, SiO
After dispersing and fixing the two fine particles and the V adhesive particles (epoxy resin particles), applying a sealant, and the like, the two substrates 2 and 3 were attached to each other, and liquid crystal was injected.

【0185】次に、液晶素子2Bの製造方法について説
明する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal element 2B will be described.

【0186】基板2,3の表面には、上述と同様の方法
で電極6,9を形成した。また、一方の基板(一軸配向
側基板)2の表面には、上述と同様の方法で配向制御膜
(ポリイミド膜)10を形成すると共に、その配向制御
膜10の表面にはラビング処理を施した。さらに、他方
の基板(非一軸配向側基板)3の表面には、上述と同様
の方法で下部層7aを形成した。
The electrodes 6 and 9 were formed on the surfaces of the substrates 2 and 3 in the same manner as described above. An orientation control film (polyimide film) 10 was formed on the surface of one substrate (uniaxial orientation side substrate) 2 in the same manner as described above, and the surface of the orientation control film 10 was subjected to a rubbing treatment. . Further, on the surface of the other substrate (non-uniaxially oriented substrate) 3, a lower layer 7a was formed in the same manner as described above.

【0187】次に、この下部層7aの表面に、溶液(S
iOxの重合体にラダー型のポリシロキサンを重合比で
40%混合したシリコン酸化物母材中に、粒径が約10
0ÅのSnOxの酸化物超微粒子を分散した溶液)を、
1000rpm,10秒の条件でスピンコートし、これ
を200℃で60分間焼成して、厚さ1500Åの上部
層7bを形成した。
Next, a solution (S) is applied to the surface of the lower layer 7a.
A ladder-type polysiloxane mixed with an iOx polymer at a polymerization ratio of 40% in a silicon oxide matrix has a particle size of about 10%.
0 ° SnOx oxide ultrafine particles dispersed solution)
Spin coating was performed under the conditions of 1000 rpm and 10 seconds, and the resultant was baked at 200 ° C. for 60 minutes to form an upper layer 7b having a thickness of 1500 °.

【0188】さらに、実施例1と同様の方法で、SiO
2 微粒子並びに接着粒子の分散固着、及びシール剤の塗
布等を行った後に、2枚の基板2,3を貼り合わせ、液
晶注入を行った。
Further, in the same manner as in Example 1, SiO
After the dispersion and fixation of the two fine particles and the adhesive particles, the application of the sealant, and the like, the two substrates 2 and 3 were attached to each other, and the liquid crystal was injected.

【0189】次に、液晶素子2A,2Bにおける基板3
側の下部層7a、上部層7bの評価を行うための評価用
試料2LA,2LBについて説明する。
Next, the substrate 3 in the liquid crystal elements 2A and 2B
The evaluation samples 2LA and 2LB for evaluating the lower layer 7a and the upper layer 7b on the side will be described.

【0190】評価用試料2LA,2LBについては、上
述した液晶素子2A,2Bと同様に、下部層7a及び上
部層7bの2層で構成することとした。それ以外の構成
(すなわち、ITO膜50、オーミックコンタクト層5
1、オーミック電極52及びリード線53)は、上述し
た実施例1における評価用試料1LA,1LB(図15
参照)と同様である。
The evaluation samples 2LA and 2LB were composed of two layers, a lower layer 7a and an upper layer 7b, as in the case of the liquid crystal elements 2A and 2B described above. Other configurations (namely, ITO film 50, ohmic contact layer 5)
1, the ohmic electrode 52 and the lead wire 53) are the evaluation samples 1LA and 1LB (see FIG.
Reference).

【0191】次に、下部層7a、上部層7bの評価を行
うための評価用試料2LA,2LBの製造方法について
説明する。
Next, a method of manufacturing the evaluation samples 2LA and 2LB for evaluating the lower layer 7a and the upper layer 7b will be described.

【0192】評価用試料2LAにおいては、下部層7a
及び上部層7bは、上述した液晶素子2Aと同様の方法
で形成した。また、他方の評価用試料2LBにおいて
は、下部層7a及び上部層7bは、上述した液晶素子2
Bと同様の方法で形成した。それ以外の製造方法(すな
わち、ITO膜50、オーミックコンタクト層51、オ
ーミック電極52及びリード線53の製造方法)は、上
述した実施例1における評価用試料1LA,1LBと同
様である。
In the evaluation sample 2LA, the lower layer 7a
The upper layer 7b is formed by the same method as that of the liquid crystal element 2A described above. In the other evaluation sample 2LB, the lower layer 7a and the upper layer 7b are formed by the liquid crystal element 2 described above.
Formed in the same manner as B. Other manufacturing methods (namely, manufacturing methods of the ITO film 50, the ohmic contact layer 51, the ohmic electrode 52, and the lead wire 53) are the same as those of the evaluation samples 1LA and 1LB in the above-described first embodiment.

【0193】次に、評価用試料2LA,2LBを用いて
行う膜の評価方法について説明する。
Next, a method of evaluating a film using the evaluation samples 2LA and 2LB will be described.

【0194】膜(下部層7a及び上部層7b)の評価
は、実施例1と同様に、図12に示す方法により行っ
た。その結果、インピーダンス極性比Zratio は、評価
用試料2LAにおいてはほぼ“1”となり、評価用試料
2LBにおいておよそ30となった。これにより、試料
2LAと試料2LBとでは、膜(下部層7a及び上部層
7b)の電荷を出入りさせる能力が異なることが分かっ
た。
The films (the lower layer 7a and the upper layer 7b) were evaluated by the method shown in FIG. As a result, the impedance polarity ratio Z ratio was substantially “1” in the evaluation sample 2LA, and was approximately 30 in the evaluation sample 2LB. Accordingly, it was found that the ability of the film (the lower layer 7a and the upper layer 7b) to move charges in and out of the film differs between the sample 2LA and the sample 2LB.

【0195】次に、上述の方法で作成した液晶素子2
A,2Bについて1画素の特性を、実施例1と同様の方
法で調べた。その結果、いずれの液晶素子2A,2Bに
おいても非対称性は0.3〜0.4Vで大きな差はなか
ったが、ヒステリシスは液晶素子2Aの方が0.5Vで
あるのに対し、液晶素子2Bの方は1.2Vと大きく劣
ることが分かった。
Next, the liquid crystal element 2 prepared by the above-described method is used.
The characteristics of one pixel for A and 2B were examined in the same manner as in Example 1. As a result, in each of the liquid crystal elements 2A and 2B, the asymmetry was 0.3 to 0.4 V and there was no large difference, but the hysteresis was 0.5 V in the liquid crystal element 2A, whereas the hysteresis was 0.5 V in the liquid crystal element 2B. Was significantly inferior to 1.2 V.

【0196】ここで、式 Zratio ≦t/((εL ・ρI )・(dI /dL )) について考察する。[0196] Here, consider the equation Z ratio ≦ t / ((ε L · ρ I) · (d I / d L)).

【0197】本実施例の場合、t=10〜20μsec
であり、膜厚dI =4500Å(素子2A)、4000
Å(素子2B)であり、液晶層の厚さdL =2μm=2
0000Åであり、液晶の誘電率εL =1×10-12
(比誘電率がおよそ10)であり、膜の体積抵抗率ρI
=1×107 Ωcmであるため、上式の右辺は4.4〜
8.9(素子2A)、5〜10(素子2B)となる。そ
して、液晶素子2Aの場合は、左辺(Zratio の実測
値)は1であって上式を満足しており、液晶素子2Bの
場合は、左辺(Zratio の実測値)は30であって上式
を満足していない。したがって、本実施例によれば、上
式を満たす場合(評価用試料2LA、すなわち液晶素子
2Aの場合)にはヒステリシスは小さくなり、上式を満
たさない場合(評価用試料2LB、すなわち液晶素子2
Bの場合)にはヒステリシスは大きくなることから、上
式を満たす限り適正であることが分かる。
In the case of this embodiment, t = 10 to 20 μsec
And the film thickness d I = 4500 ° (element 2A), 4000
Å (element 2B), and the thickness d L of the liquid crystal layer = 2 μm = 2
0000 °, and the dielectric constant ε L of the liquid crystal is 1 × 10 −12.
(The relative dielectric constant is about 10), and the volume resistivity ρ I of the film is
= 1 × 10 7 Ωcm, the right side of the above equation is 4.4 to
8.9 (element 2A) and 5 to 10 (element 2B). In the case of the liquid crystal element 2A, the left side (measured value of Z ratio ) is 1, which satisfies the above expression, and in the case of the liquid crystal element 2B, the left side (measured value of Z ratio ) is 30. Not satisfying the above formula. Therefore, according to the present embodiment, when the above equation is satisfied (in the case of the evaluation sample 2LA, that is, in the case of the liquid crystal element 2A), the hysteresis is small, and when the above equation is not satisfied (in the evaluation sample 2LB, that is, the liquid crystal element 2A).
In the case of B), the hysteresis becomes large, and it is understood that the hysteresis is appropriate as long as the above expression is satisfied.

【0198】さらに、作成した液晶素子2Aを駆動する
と、実施例1における液晶素子1Aと同様の効果が得ら
れたが、もう一方の液晶素子2Bを駆動すると、残像や
不良表示領域の成長や焼きつきが多少観察された。
Further, when the liquid crystal element 2A thus produced was driven, the same effect as that of the liquid crystal element 1A in Example 1 was obtained. However, when the other liquid crystal element 2B was driven, the afterimage and the growth and burning of the defective display area were obtained. Some sticking was observed.

【0199】一方、上述した電圧印加時間マージンパラ
メータM2(=(Δt2 −Δt1 )/(Δt2 +Δt
1 ))は、液晶素子2Bにおいてはインピーダンスの大
きい側の極性の電圧印加をリセットとした場合0.05
〜0.1の低下があったにもかかわらず、液晶素子2A
においてはインピーダンスの大きい側の極性の電圧及び
インピーダンスの小さい側の極性の電圧のいずれをリセ
ットとした場合においても等しくおよそ0.25であっ
た。この際、駆動電圧のピーク値として上下の基板の電
極間に20Vの電圧をかけても、液晶素子2A,2Bと
もにショートの起こる画素は、見られず、マージン改善
の結果ショート防止機能が低下するというトレードオフ
はなかった。 (実施例3)さらに、本発明の実施例3について、図1
6を参照して説明する。
On the other hand, the above-mentioned voltage application time margin parameter M2 (= (Δt 2 −Δt 1 ) / (Δt 2 + Δt)
1 )) is 0.05 when resetting the voltage application of the polarity with the higher impedance side in the liquid crystal element 2B.
Liquid crystal element 2A
In the case of, the voltage was approximately 0.25 equally when resetting either the voltage of the polarity with the larger impedance or the voltage of the polarity with the smaller impedance. In this case, even when a voltage of 20 V is applied between the upper and lower electrodes as the peak value of the driving voltage, no pixel in which the liquid crystal elements 2A and 2B are short-circuited is observed, and the short-circuit prevention function is reduced as a result of margin improvement. There was no trade-off. (Embodiment 3) Further, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0200】本実施例においては、図16に示す非対称
構成の素子において非一軸配向側の基板3における非一
軸配向膜7の形成方法等が相違する2種類の液晶素子
(以下、“液晶素子3A”並びに“液晶素子3B”とす
る)を作成して、これら2種類の液晶素子3A,3Bの
特性を比較すると共に、膜17の形成方法等が相違する
2種類の試料3LA,3LB(以下、“評価用試料3L
A,3LB”とする)を作成して、膜17の評価を行っ
た。
In this embodiment, two types of liquid crystal elements (hereinafter referred to as “liquid crystal element 3A”) differing in the method of forming the non-uniaxial alignment film 7 on the substrate 3 on the non-uniaxial alignment side from the asymmetric configuration shown in FIG. "And" liquid crystal element 3B "), the characteristics of these two types of liquid crystal elements 3A and 3B are compared, and the two types of samples 3LA and 3LB (hereinafter, referred to as the different types) in which the method of forming the film 17 is different. “Evaluation sample 3L
A, 3 LB "), and the film 17 was evaluated.

【0201】図16は、本実施例にて作成した液晶素子
3A,3Bの具体的構造を示す断面図であるが、同図に
示すように、液晶素子3A,3Bは、上述した液晶素子
1と同様の構造をしている。
FIG. 16 is a sectional view showing a specific structure of the liquid crystal elements 3A and 3B produced in this embodiment. As shown in FIG. 16, the liquid crystal elements 3A and 3B It has the same structure as.

【0202】次に、液晶素子3Aの製造方法について説
明する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal element 3A will be described.

【0203】まず、実施例1及び実施例2と同様の装置
及び同様の条件で、基板2,3の表面にITO膜をスパ
ッタリングし、このITO膜をパターニングして、電極
6,9を作成した。
First, an ITO film was sputtered on the surfaces of the substrates 2 and 3 using the same apparatus and under the same conditions as those of the first and second embodiments, and the ITO films were patterned to form electrodes 6 and 9. .

【0204】次に、一方の基板(一軸配向側基板)2の
表面には、所定の溶液(ナイロンを蟻酸で0.2wt%
に希釈した溶液)を、3000rpm,20秒の条件で
スピンコートし、これを180℃で60分間焼成して、
厚さ50Åの配向制御膜(ナイロン膜)10を形成し
た。その後、この配向制御膜10に、回転数1000r
pm、押し込み量0.3mm、送りスピード5mm/s
ec、片方向3回のラビング処理を施した。
Next, the surface of one of the substrates (uniaxially oriented substrate) 2 is coated with a predetermined solution (a nylon solution of 0.2 wt% with formic acid).
Solution) is spin-coated at 3000 rpm for 20 seconds, and baked at 180 ° C. for 60 minutes.
An alignment control film (nylon film) 10 having a thickness of 50 ° was formed. Then, the rotation speed of 1000 r is applied to the orientation control film 10.
pm, pushing amount 0.3mm, feed speed 5mm / s
ec, rubbing treatment was performed three times in one direction.

【0205】また、他方の基板(非一軸配向側基板)3
の表面には、溶液(SiOxの重合体とラダー型のポリ
シロキサンとを2:8の比率で混合した母材中に、粒径
が約100ÅのSnOxの酸化物超微粒子を分散した溶
液)を、1000rpm,10秒の条件でスピンコート
し、これを200℃で60分間焼成して、厚さが220
0Åの非一軸配向膜7を形成した。
The other substrate (non-uniaxially oriented substrate) 3
A solution (a solution in which ultrafine particles of SnOx having a particle diameter of about 100 ° are dispersed in a base material in which a polymer of SiOx and a ladder-type polysiloxane are mixed at a ratio of 2: 8). , 1000 rpm, 10 seconds, and baked at 200 ° C. for 60 minutes to give a thickness of 220
A non-uniaxial alignment film 7 of 0 ° was formed.

【0206】さらに、実施例1、2と同様の方法で、S
iO2 微粒子並びに接着粒子の分散固着、及びシール剤
の塗布等を行った後に、2枚の基板2,3を貼り合わ
せ、液晶注入を行った。
Further, in the same manner as in Embodiments 1 and 2, S
After the dispersion and fixation of the iO 2 fine particles and the adhesive particles, the application of the sealant, and the like, the two substrates 2 and 3 were attached to each other, and the liquid crystal was injected.

【0207】次に、液晶素子3Bの製造方法について説
明する。
Next, a method for manufacturing the liquid crystal element 3B will be described.

【0208】基板2,3の表面には、上述と同様の方法
で電極6,9を形成した。また、一方の基板(一軸配向
側基板)2の表面には、上述と同様の方法で配向制御膜
(ポリイミド膜)10を形成すると共に、その配向制御
膜10の表面にはラビング処理を施した。
The electrodes 6 and 9 were formed on the surfaces of the substrates 2 and 3 in the same manner as described above. An orientation control film (polyimide film) 10 was formed on the surface of one substrate (uniaxial orientation side substrate) 2 in the same manner as described above, and the surface of the orientation control film 10 was subjected to a rubbing treatment. .

【0209】さらに、他方の基板(非一軸配向側基板)
3の表面には、通常のRFスパッタ装置と、ZnO(9
5.5%)にAl23 (0.5%)を混ぜたターゲッ
トとを用いて、AlドープされたZnO膜よりなる非一
軸配向膜7を2000Åの厚さに形成した。なお、パワ
ーを5W/cm2 とし、基板加熱温度を200℃とし
た。また、スパッタガスにはArとO2 の混合ガス(A
r:90SCCM,O2:10SCCM)を用い、圧力
を3mTorrとし、放電時間を4分間とした。
Furthermore, the other substrate (non-uniaxially oriented substrate)
On the surface of No. 3, a normal RF sputtering apparatus and ZnO (9
Using a target obtained by mixing Al 2 O 3 (0.5%) with 5.5%), a non-uniaxially oriented film 7 made of a ZnO film doped with Al was formed to a thickness of 2000 °. The power was 5 W / cm 2 and the substrate heating temperature was 200 ° C. Also, a mixed gas of Ar and O 2 (A
r: 90 SCCM, O 2 : 10 SCCM), the pressure was 3 mTorr, and the discharge time was 4 minutes.

【0210】さらに、実施例1、2と同様の方法で、S
iO2 微粒子並びに接着粒子の分散固着、及びシール剤
の塗布等を行った後に、2枚の基板2,3を貼り合わ
せ、液晶注入を行った。
Further, in the same manner as in Examples 1 and 2, S
After the dispersion and fixation of the iO 2 fine particles and the adhesive particles, the application of the sealant, and the like, the two substrates 2 and 3 were attached to each other, and the liquid crystal was injected.

【0211】次に、膜17の評価を行うための評価用試
料3LA,3LBの製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing evaluation samples 3LA and 3LB for evaluating the film 17 will be described.

【0212】本実施例にて作成した評価用試料3LA,
3LBは、実施例1の評価用試料1LA,1LB(図1
2参照)とは膜17の形成方法のみを異ならせ、他の部
材(すなわち、ITO膜50、オーミックコンタクト層
51、オーミック電極52及びリード線53)の構成並
びに製造方法は同じとした。すなわち、評価用試料3L
Aにおいては、上述した液晶素子3Aと同様の方法で膜
17を形成し、他方の評価用試料3LBにおいては、上
述した液晶素子3Bと同様の方法で膜17を形成した。
[0212] The evaluation sample 3LA,
3LB are the evaluation samples 1LA and 1LB of Example 1 (FIG. 1).
2) except for the method of forming the film 17, and the other members (that is, the ITO film 50, the ohmic contact layer 51, the ohmic electrode 52, and the lead wire 53) have the same configuration and the same manufacturing method. That is, the evaluation sample 3L
In A, the film 17 was formed by the same method as in the above-described liquid crystal element 3A, and in the other evaluation sample 3LB, the film 17 was formed by the same method as in the above-described liquid crystal element 3B.

【0213】次に、評価用試料3LA,3LBを用いて
行う非一軸配向膜の評価について説明する。
Next, the evaluation of the non-uniaxially oriented film using the evaluation samples 3LA and 3LB will be described.

【0214】非一軸配向膜の評価は、実施例1と同様
に、図12に示す方法により行った。その結果、インピ
ーダンス極性比Zratio は、評価用試料3LAにおいて
はほぼ“1”となり、評価用試料3LBにおいておよそ
10となった。これにより、試料3LAと試料3LBと
では、非一軸配向膜7の電荷を出入りさせる能力が異な
ることが分かった。
The evaluation of the non-uniaxially oriented film was performed by the method shown in FIG. As a result, the impedance polarity ratio Z ratio was substantially “1” in the evaluation sample 3LA, and was approximately 10 in the evaluation sample 3LB. Thus, it was found that the sample 3LA and the sample 3LB differ in the ability of the non-uniaxially oriented film 7 to move charges in and out.

【0215】次に、上述の方法で作成した液晶素子3
A,3Bについて1画素の特性を、実施例1と同様の方
法で調べた。その結果、液晶素子3Aが0.1Vで液晶
素子3Bが0.3〜0.4Vであり、液晶素子3Bの方
が少し劣ることが分かった。また、ヒステリシスは液晶
素子3Aの方が0.5Vであるのに対し、液晶素子3B
の方は0.8Vと劣ることが分かった。
Next, the liquid crystal element 3 prepared by the above-described method is used.
The characteristics of one pixel for A and 3B were examined in the same manner as in Example 1. As a result, the liquid crystal element 3A was 0.1 V and the liquid crystal element 3B was 0.3 to 0.4 V, indicating that the liquid crystal element 3B was slightly inferior. Further, the hysteresis of the liquid crystal element 3A is 0.5 V, while the liquid crystal element 3B has a hysteresis of 0.5 V.
Was inferior to 0.8V.

【0216】ここで、式 Zratio ≦t/((εL ・ρI )・(dI /dL )) について考察する。[0216] Here, consider the equation Z ratio ≦ t / ((ε L · ρ I) · (d I / d L)).

【0217】本実施例の場合、非一軸配向膜の体積抵抗
率ρI =3×107 Ωcmであって上記実施例1及び2
とは異なり、又、t=10〜20μsec、dI =22
00Å(素子3A)、2000Å(素子3B)、dL
20000Å、εL =1.0×10-12 であった。上式
の右辺は3〜6(素子3A)、3.3〜6.7(素子3
B)となる。そして、液晶素子3Aの場合は、左辺(Z
ratio の実測値)は1であって上式を満足しており、液
晶素子3Bの場合は、左辺(Zratio の実測値)は10
であって上式を満足していない。したがって、本実施例
によれば、上式を満たす場合(評価用試料3LA、すな
わち液晶素子3Aの場合)にはヒステリシスは小さくな
り、上式を満たさない場合(評価用試料3LB、すなわ
ち液晶素子3Bの場合)にはヒステリシスは大きくなる
ことから、上式を満たす限り適正であることが分かる。
In the case of the present embodiment, the volume resistivity ρ I of the non-uniaxially oriented film was 3 × 10 7 Ωcm, and the results of the first and second embodiments were not satisfied.
And t = 10 to 20 μsec, d I = 22
00 ° (element 3A), 2000 ° (element 3B), d L =
20000 °, ε L = 1.0 × 10 −12 . The right side of the above equation is 3 to 6 (element 3A), 3.3 to 6.7 (element 3
B). In the case of the liquid crystal element 3A, the left side (Z
( the measured value of ratio ) is 1, which satisfies the above equation. In the case of the liquid crystal element 3B, the left side (the measured value of Z ratio ) is 10
However, the above formula is not satisfied. Therefore, according to the present embodiment, when the above expression is satisfied (in the case of the evaluation sample 3LA, that is, in the case of the liquid crystal element 3A), the hysteresis is small. When the above expression is not satisfied (in the evaluation sample 3LB, that is, the liquid crystal element 3B). In the case of), the hysteresis becomes large, and it is understood that the hysteresis is appropriate as long as the above expression is satisfied.

【0218】さらに、作成した液晶素子3Aを駆動する
と、実施例1における液晶素子1Aと同様の効果が得ら
れたが、もう一方の液晶素子3Bを駆動すると、残像や
不良表示領域の成長や焼きつきが多少観察された。
Further, when the liquid crystal element 3A thus produced was driven, the same effect as that of the liquid crystal element 1A in Example 1 was obtained. However, when the other liquid crystal element 3B was driven, the afterimage and the growth or burning of the defective display area were obtained. Some sticking was observed.

【0219】一方、上述した電圧印加時間マージンパラ
メータM2(=(Δt2 −Δt1 )/(Δt2 +Δt
1 ))は、液晶素子3Bにおいてはインピーダンスの大
きい側のリセットで0.05の低下があったにもかかわ
らず、液晶素子3Aにおいてはどちら側(インピーダン
スの大きい側及びインピーダンスの小さい側)からのリ
セットに対しても等しくおよそ0.25であった。この
際、駆動電圧のピーク値として上下の基板の電極間に2
0Vの電圧をかけても、液晶素子3A,3Bともにショ
ートの起こる画素は、見られず、マージン改善の結果シ
ョート防止機能が低下するというトレードオフはなかっ
た。
On the other hand, the above-described voltage application time margin parameter M2 (= (Δt 2 −Δt 1 ) / (Δt 2 + Δt)
1 )) In the liquid crystal element 3B, although there was a decrease of 0.05 due to the reset on the side with the larger impedance, the liquid crystal element 3A did not know which side (the side with the larger impedance and the side with the smaller impedance) It was equally about 0.25 for reset. At this time, the peak value of the drive voltage is set at 2 between the electrodes of the upper and lower substrates.
Even when a voltage of 0 V was applied, no pixel in which a short circuit occurred in both of the liquid crystal elements 3A and 3B was observed, and there was no trade-off that a short circuit prevention function was reduced as a result of margin improvement.

【0220】[0220]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定距離離間して配置される一対の基板と、これら一対
の基板の間に挟持される液晶と、を備え、かつ、一方の
基板が液晶分子に対して一軸配向特性を有し、他方の基
板が液晶分子に対して非一軸配向特性を有する液晶素子
において、前記非一軸配向特性を有する基板は、電極及
び該電極の液晶側に設けられた該電極と電気的特性の異
なる層からなり、かつ、該電極と該電極と電気的特性が
異なる層の間の一厚み方向に電圧を印加して観測される
インピーダンスと、その逆方向に電圧を印加して観測さ
れるインピーダンスとが異なり、
As described above, according to the present invention,
A pair of substrates arranged at a predetermined distance apart from each other, and a liquid crystal interposed between the pair of substrates, and one of the substrates has a uniaxial alignment characteristic with respect to liquid crystal molecules, and the other substrate In a liquid crystal element having non-uniaxial alignment characteristics with respect to liquid crystal molecules, the substrate having the non-uniaxial alignment characteristics comprises an electrode and a layer provided on the liquid crystal side of the electrode and having different electrical characteristics from the electrode, and The impedance observed by applying a voltage in one thickness direction between the electrode and the layer having different electrical characteristics from the electrode is different from the impedance observed by applying a voltage in the opposite direction,

【0221】[0221]

【式7】 Zratio ≦t/((εL ・ρI )・(dI /dL )) ここで、Zratio ;前記電極と該電極の液晶側に設けら
れた該電極と電気的特性の異なる層に一膜厚方向に電圧
を印加して観測されるインピーダンスと、その逆方向に
電圧を印加して観測されるインピーダンスとの比 εL ;液晶の誘電率 t ;液晶素子を駆動する基本的なパルス間隔 ρI ;前記電極の液晶側に設けられた該電極と電気
的特性の異なる層の体積抵抗率 dI ;前記電極の液晶側に設けられた該電極と電気
的特性の異なる層の膜厚 dL ;前記液晶の厚さ とすることにより、ヒステリシスを小さくして、書き込
み不良や焼きつきを防止することができる。また、残像
を抑えて、速い応答性を得ることができ、ちらつきや不
良表示領域の成長を防止できる。さらに、ショートの発
生を防止した上で駆動マージンを向上させることができ
る。
[Formula 7] Z ratio ≦ t / ((ε L · ρ I ) · (d I / d L )) Here, Z ratio ; the electrode and the electrode provided on the liquid crystal side of the electrode and the electrical characteristics. The ratio between the impedance observed when a voltage is applied in the direction of one film thickness to the different layers and the impedance observed when a voltage is applied in the opposite direction ε L ; dielectric constant t of the liquid crystal; driving the liquid crystal element Basic pulse interval ρ I ; volume resistivity d I of a layer provided on the liquid crystal side of the electrode and having different electrical characteristics d I ; different in electrical characteristics from the electrode provided on the liquid crystal side of the electrode By setting the layer thickness d L to the thickness of the liquid crystal, it is possible to reduce the hysteresis and prevent writing failure and burn-in. In addition, after-images can be suppressed, fast responsiveness can be obtained, and flicker and growth of a defective display area can be prevented. Further, it is possible to improve the drive margin while preventing occurrence of a short circuit.

【0222】また、前記電極の液晶側に設けられた該電
極と電気的特性の異なる層の体積抵抗率が1×106
1×109 Ωcmであるようにした場合には、隣接画素
間のクロストークの発生を防止でき、高解像度を維持で
きる。
Further, the layer provided on the liquid crystal side of the electrode and having a different electrical property from the electrode has a volume resistivity of 1 × 10 6 to less.
When it is set to 1 × 10 9 Ωcm, occurrence of crosstalk between adjacent pixels can be prevented, and high resolution can be maintained.

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

【図1】本発明に係る液晶素子の一実施の形態を示す断
面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of a liquid crystal element according to the present invention.

【図2】電極の形状等を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing the shape and the like of an electrode.

【図3】非一軸配向膜の膜厚方向の体積抵抗測定系を示
す説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a volume resistance measurement system in a thickness direction of a non-uniaxially oriented film.

【図4】非一軸配向膜の膜面方向の体積抵抗測定系を示
す説明図。
FIG. 4 is an explanatory view showing a system for measuring volume resistance in the film surface direction of a non-uniaxially oriented film.

【図5】液晶素子を組み込んだ液晶表示装置の全体構成
を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of a liquid crystal display device incorporating a liquid crystal element.

【図6】本発明に係る液晶素子とグラフィックコントロ
ーラとの間の画像情報通信状態を示すタイミングチャー
ト図。
FIG. 6 is a timing chart showing an image information communication state between a liquid crystal element and a graphic controller according to the present invention.

【図7】電極に印加する各信号の波形を示す波形図。FIG. 7 is a waveform chart showing waveforms of signals applied to electrodes.

【図8】表示状態の一例を示す模式図。FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a display state.

【図9】図8に示す表示を行うための駆動信号の波形
図。
FIG. 9 is a waveform diagram of a drive signal for performing the display shown in FIG.

【図10】駆動電圧と透過率との関係(すなわち、V−
T特性)を示す図。
FIG. 10 shows the relationship between drive voltage and transmittance (ie, V-
FIG.

【図11】評価用試料の具体的構造を示す断面図。FIG. 11 is a sectional view showing a specific structure of a sample for evaluation.

【図12】非一軸配向膜の評価方法を説明するための模
式図。
FIG. 12 is a schematic view for explaining a method for evaluating a non-uniaxially oriented film.

【図13】液晶素子の特性を調べる様子を説明するため
の模式図。
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a state of examining characteristics of a liquid crystal element.

【図14】液晶素子におけるヒステリシス及びスイッチ
ングの非対称性を説明するための図。
FIG. 14 is a diagram illustrating hysteresis and switching asymmetry in a liquid crystal element.

【図15】実施例2にて作成した液晶素子2A,2Bの
具体的構造を示す断面図。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a specific structure of the liquid crystal elements 2A and 2B created in Example 2.

【図16】実施例3にて作成した液晶素子2A,2Bの
具体的構造を示す断面図。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a specific structure of the liquid crystal elements 2A and 2B created in Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液晶素子 2 一軸配向側基板(基板) 3 非一軸配向側基板(基板) 5 液晶 7 非一軸配向膜 10 配向制御膜(一軸配向膜) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal element 2 Uniaxial alignment side substrate (substrate) 3 Non-uniaxial alignment side substrate (substrate) 5 Liquid crystal 7 Non-uniaxial alignment film 10 Alignment control film (uniaxial alignment film)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 匡宏 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 Masahiro Terada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定距離離間して配置される一対の基板
と、これら一対の基板の間に挟持される液晶と、を備
え、かつ、一方の基板が液晶分子に対して一軸配向特性
を有する液晶素子において、 前記一対の基板の少なくとも一方が、電極及び該電極の
液晶側に設けられた該電極と電気的特性が異なる層から
なり、かつ、 該電極と該電極と電気的特性が異なる層の間の一厚み方
向に電圧を印加して観測されるインピーダンスと、その
逆方向に電圧を印加して観測されるインピーダンスとが
異なり、 【式1】 Zratio ≦t/((εL ・ρI )・(dI /dL )) ここで、Zratio ;前記電極と該電極の液晶側に設けら
れた該電極と電気的特性の異なる層に一膜厚方向に電圧
を印加して観測されるインピーダンスと、その逆方向に
電圧を印加して観測されるインピーダンスとの比 εL ;液晶の誘電率 t ;液晶素子を駆動する基本的なパルス間隔 ρI ;前記電極の液晶側に設けられた該電極と電気
的特性の異なる層の体積抵抗率 dI ;前記電極の液晶側に設けられた該電極と電気
的特性の異なる層の膜厚 dL ;前記液晶の厚さ が成立する、 ことを特徴とする液晶素子。
1. A liquid crystal device comprising: a pair of substrates disposed at a predetermined distance from each other; and a liquid crystal interposed between the pair of substrates, and one of the substrates has uniaxial alignment characteristics with respect to liquid crystal molecules. In a liquid crystal element, at least one of the pair of substrates includes an electrode and a layer provided on a liquid crystal side of the electrode and having different electric characteristics from each other, and a layer having different electric characteristics from the electrode and the electrode. The impedance observed when a voltage is applied in one thickness direction is different from the impedance observed when a voltage is applied in the opposite direction, and is expressed by the following equation: Z ratio ≦ t / ((ε L · ρ I ) · (d I / d L )) Here, Z ratio : Observed by applying a voltage in the thickness direction to the electrode and a layer provided on the liquid crystal side of the electrode and having different electrical characteristics from the electrode. Impedance by applying a voltage in the opposite direction The ratio of the impedance epsilon L; liquid crystal dielectric constant t; basic pulse interval [rho I for driving the liquid crystal element; volume resistivity of the different layers of the electrodes and electrical characteristics provided in the liquid crystal side of the electrode d I; thickness d L of the different layers of the electrodes and electrical characteristics provided in the liquid crystal side of the electrode; thickness of the liquid crystal is satisfied, the liquid crystal element, characterized in that.
【請求項2】 前記一対の基板のうち一方が液晶分子に
対して一軸配向特性を有し、他方の基板が液晶分子に対
して非一軸配向特性を有するものであり、少なくとも該
非一軸配向特性を有する基板が前記インピーダンス特性
を持つ電極と、該電極と電気的特性の異なる層とを有す
る請求項1記載の液晶素子。
2. One of the pair of substrates has a uniaxial alignment characteristic with respect to liquid crystal molecules, and the other substrate has a non-uniaxial alignment characteristic with respect to liquid crystal molecules. 2. The liquid crystal element according to claim 1, wherein the substrate has an electrode having the impedance characteristic and a layer having an electric characteristic different from that of the electrode.
【請求項3】 前記電極の液晶側に設けられた該電極と
電気的特性の異なる層の体積抵抗率が1×106 〜1×
109 Ωcmである、ことを特徴とする請求項1に記載
の液晶素子。
3. A layer provided on the liquid crystal side of the electrode and having a different electrical property from that of the electrode has a volume resistivity of 1 × 10 6 to 1 ×.
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the value is 10 9 Ωcm.
【請求項4】 前記電極の液晶側に設けられた該電極と
電気的特性の異なる層を、導電性制御不純物が添加され
た多結晶金属酸化物又は多結晶半導体によって形成し
た、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶素子。
4. A layer provided on the liquid crystal side of the electrode and having different electric characteristics from the electrode is formed of a polycrystalline metal oxide or a polycrystalline semiconductor to which a conductivity control impurity is added. The liquid crystal device according to claim 1.
【請求項5】 前記非一軸配向特性を有する基板におい
て電極の液晶側に設けられた該電極と電気的特性の異な
る層を、絶縁性材料中に導電性制御不純物が添加された
微粒子を分散させて形成した、 ことを特徴とする請求項2に記載の液晶素子。
5. A layer provided on the liquid crystal side of an electrode on the substrate having non-uniaxial alignment characteristics and having different electric characteristics from the electrode by dispersing fine particles in which a conductive control impurity is added into an insulating material. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the liquid crystal device is formed by:
【請求項6】 前記液晶が、フルオロカーボン末端鎖及
び炭化水素末端鎖からなり、該両末端鎖が中心核によっ
て結合され、スメクチック中間相または潜在的スメクチ
ック中間相を持つフッ素含有液晶化合物を含有するカイ
ラルスメクチック液晶である、 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶素子。
6. A chiral liquid containing a fluorine-containing liquid crystal compound having a smectic intermediate phase or a potential smectic intermediate phase, wherein the liquid crystal comprises a fluorocarbon terminal chain and a hydrocarbon terminal chain, both terminal chains being linked by a central nucleus. The liquid crystal element according to claim 1, wherein the liquid crystal element is a smectic liquid crystal.
【請求項7】 前記フッ素含有液晶化合物が、以下の一
般式(I)で表される、ことを特徴とする請求項6に記
載の液晶素子。 【化1】 を表わす。ga、ha、iaは独立に0〜3の整数(但
し、ga+ha+iaは少なくとも2である)を表わ
す。夫々のLとLは独立に、単結合、−CO−O
−、−O−CO−、−COS−、−S−CO−、−CO
−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−Te−
CO−、−CHCH−、−CH=CH−、−C≡C
−、−CH=N−、−N=CH−、−CH−O−、−
O−CH−、−CO−又は−O−を表わす。夫々のX
、Y、ZはA、A、Aの置換基であり、独
立に−H、−Cl、−F、−Br、−I、−OH、−O
CH、−CH、−CN、又は−NOを表わし、夫
々のja、ma、naは独立に0〜4の整数を表わす。
は、−CO−O−(CHra−、−O−(CH
ra−、−(CHra−、−O−SO−、−
SO−、−SO−(CHra−、−O−(CH
ra−O−(CHrb−、−(CHra
N(Cpa2pa+1)−SO−、又は−(C
ra−N(Cpa2pa+1)−CO−を表わ
す。ra及びrbは、独立に1〜20であり、paは0
〜4である。Rは、−O−Cqa2qa−O−C
qb2qb+1、−Cqa2qa−O−Cqb
2qb+1、−Cqa2qa−R、−O−Cqa
2qa−R、−CO−O−Cqa2qa−R、又
は−O−CO−Cqa2qa−Rを表わし、直鎖
状、分岐状のいずれであっても良い(但し、Rは、−
O−CO−Cqb2qb+1、−CO−O−Cqb
2qb+1、−H、−Cl、−F、−CF、−N
、−CNを表わし、qa及びqbは独立に1〜20
である)。RはCxa2xa−Xを表わす(Xは−
H又は−Fを表わし、xaは1〜20の整数である)。
7. The liquid crystal device according to claim 6, wherein the fluorine-containing liquid crystal compound is represented by the following general formula (I). Embedded image Represents ga, ha, and ia each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that ga + ha + ia is at least 2). Each L 1 and L 2 is independently a single bond, -CO-O
-, -O-CO-, -COS-, -S-CO-, -CO
-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-, -Te-
CO -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡C
-, - CH = N -, - N = CH -, - CH 2 -O -, -
O-CH 2 -, - CO- or represent -O-. Each X
1 , Y 1 and Z 1 are substituents of A 1 , A 2 and A 3 and independently represent —H, —Cl, —F, —Br, —I, —OH, —O
Represents CH 3 , —CH 3 , —CN, or —NO 2 , and each ja, ma, and na independently represents an integer of 0 to 4.
J 1 is, -CO-O- (CH 2) ra -, - O- (CH
2) ra -, - (CH 2) ra -, - O-SO 2 -, -
SO 2 -, - SO 2 - (CH 2) ra -, - O- (CH
2) ra -O- (CH 2) rb -, - (CH 2) ra -
N (C pa H 2pa + 1 ) -SO 2- or- (C
H 2) ra -N (C pa H 2pa + 1) represents the -CO-. ra and rb are independently 1 to 20, and pa is 0
~ 4. R 1 is —O— q qa H 2qa —O—C
qb H 2qb + 1, -C qa H 2qa -O-C qb H
2qb + 1, -C qa H 2qa -R 3, -O-C qa H
2qa -R 3, -CO-O- C qa H 2qa -R 3, or represents -O-CO-C qa H 2qa -R 3, may be either linear, branched (however, R 3 is-
O-CO-C qb H 2qb + 1, -CO-O-C qb H
2qb + 1, -H, -Cl, -F, -CF 3, -N
O 2 , —CN, and qa and qb independently represent 1 to 20
Is). R 2 represents C xa F 2xa -X (X is-
H or -F, and xa is an integer of 1 to 20).
【請求項8】 前記フッ素含有液晶化合物が、以下の一
般式(II)で表される、ことを特徴とする請求項6に記
載の液晶素子。 【化2】 を表わす。gb、hb、ibはそれぞれ独立に0〜3の
整数(但し、gb+hb+ibは少なくとも2である)
を表わす。夫々のL、Lは独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、
−CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−
Te−CO−、−(CHCHka−(kaは1〜
4)、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=N−、−
N=CH−、−CH−O−、−O−CH−、−CO
−又は−O−を表わす。夫々のX、Y、Z
、A、Aの置換基であり、独立に−H、−C
l、−F、−Br、−I、−OH、−OCH、−CH
、−CF、−O−CF、−CN、又は−NO
表わし、夫々のjb、mb、nbはそれぞれ0〜4の整
数を表わす。Jは、−CO−O−Crc2rc−、
−O−Crc2rc−、−Crc2rc−、−O−
(Csa2sa−O)ta−Crd2rd−、−O
−SO−、−SO−、−SO−Crc
2rc−、−Crc2rc−N(C
pb2pb+1)−SO−、−Crc2rc−N
(Cpb2pb+1)−CO−であり、rc及びrd
は独立に1〜20であり、saはそれぞれの(Csa
2sa−O)に独立に1〜10であり、taは1〜6で
あり、pbは0〜4である。Rは、−O−(Cqc
2qc−O)wa−Cqd2qd+1、−(Cqc
2qc−O)wa−Cqd2qd+1、−Cqc
2qc−R、−O−Cqc2qc−R、−CO−
O−Cqc2qc−R、又は−O−CO−Cqc
2qc−Rを表わし、直鎖状、分岐状のいずれであっ
ても良い(但し、Rは−O−CO−Cqd
2qd+1、−CO−O−Cqd2qd+1、−C
l、−F、−CF、−NO、−CN、又は−Hを表
わし、qc及びqdは独立に1〜20の整数、waは1
〜10の整数である)。Rは、(Cxb2xb
O)za−Cya2ya+1で表わされる(但し、上
記式中xbはそれぞれの(Cxb2xb−O)に独立
に1〜10であり、yaは1〜10であり、zaは1〜
10である)。
8. The liquid crystal device according to claim 6, wherein the fluorine-containing liquid crystal compound is represented by the following general formula (II). Embedded image Represents gb, hb, and ib are each independently an integer of 0 to 3 (however, gb + hb + ib is at least 2)
Represents Each of L 3 and L 4 is independently a single bond, -CO
-O-, -O-CO-, -CO-S-, -S-CO-,
-CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-,-
Te-CO -, - (CH 2 CH 2) ka - (ka is 1
4), -CH = CH-, -C≡C-, -CH = N-,-
N = CH -, - CH 2 -O -, - O-CH 2 -, - CO
-Or -O-. Each of X 2 , Y 2 and Z 2 is a substituent of A 4 , A 5 and A 6 and independently represents —H, —C
l, -F, -Br, -I, -OH, -OCH 3, -CH
3 , —CF 3 , —O—CF 3 , —CN, or —NO 2 , and each of jb, mb, and nb represents an integer of 0 to 4. J 2 represents —CO—O—C rc H 2rc —,
-O-C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -, - O-
(C sa H 2sa -O) ta -C rd H 2rd- , -O
-SO 2 -, - SO 2 - , - SO 2 -C rc H
2rc -, - C rc H 2rc -N (C
pb H 2pb + 1) -SO 2 -, - C rc H 2rc -N
(C pb H 2pb + 1 ) —CO—, rc and rd
Is independently 1-20, and sa is the respective (C sa H
2sa- O) is independently 1 to 10, ta is 1 to 6, and pb is 0 to 4. R 4 represents —O— (C qc H
2qc -O) wa -C qd H 2qd + 1, - (C qc H
2qc -O) wa -C qd H 2qd + 1, -C qc H
2qc -R 6, -O-C qc H 2qc -R 6, -CO-
O—C qc H 2qc —R 6 , or —O—CO—C qc H
Represents 2qc -R 6, linear, may be either branched (wherein, R 6 is -O-CO-C qd H
2qd + 1, -CO-O- C qd H 2qd + 1, -C
l, -F, -CF 3, -NO 2, -CN, or represents -H, qc and qd are independently 1 to 20 integer, the wa 1
-10). R 5 is (C xb F 2xb
O) represented by za -C ya F 2ya + 1 (where the formula xb each (C xb F 2xb -O) from 1 to 10 independently, ya is 1 to 10, za is 1
10).
【請求項9】 前記カイラルスメクチック液晶が、強誘
電性を示す液晶である、ことを特徴とする請求項6乃至
8のいずれか1項に記載の液晶素子。
9. The liquid crystal device according to claim 6, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal exhibiting ferroelectricity.
【請求項10】 前記一般式(II)で表される化合物が
フェニルピリミジンコアからなる化合物である、ことを
特徴とする請求項8記載の液晶素子。
10. The liquid crystal device according to claim 8, wherein the compound represented by the general formula (II) is a compound comprising a phenylpyrimidine core.
【請求項11】 前記一軸配向特性を有する基板はその
表面に、液晶分子に対して一軸配向特性を有する一軸配
向膜を有するものである、ことを特徴とする請求項1記
載の液晶素子。
11. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the substrate having a uniaxial alignment characteristic has a uniaxial alignment film having a uniaxial alignment characteristic on liquid crystal molecules on a surface thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033588A (en) * 2005-07-25 2007-02-08 Sony Corp Liquid crystal display element and liquid crystal projector

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