JPS60118823A - Method for controlling orientation of liquid crystal and element to be used in said method - Google Patents

Method for controlling orientation of liquid crystal and element to be used in said method

Info

Publication number
JPS60118823A
JPS60118823A JP22627983A JP22627983A JPS60118823A JP S60118823 A JPS60118823 A JP S60118823A JP 22627983 A JP22627983 A JP 22627983A JP 22627983 A JP22627983 A JP 22627983A JP S60118823 A JPS60118823 A JP S60118823A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
liquid crystal
heating element
crystal alignment
alignment control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP22627983A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6345572B2 (en
Inventor
Junichiro Kanbe
純一郎 神辺
Kazuharu Katagiri
片桐 一春
Shinjiro Okada
伸二郎 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP22627983A priority Critical patent/JPS60118823A/en
Priority to US06/671,916 priority patent/US4781441A/en
Priority to FR848417885A priority patent/FR2555789B1/en
Priority to DE19843443011 priority patent/DE3443011A1/en
Publication of JPS60118823A publication Critical patent/JPS60118823A/en
Publication of JPS6345572B2 publication Critical patent/JPS6345572B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/132Thermal activation of liquid crystals exhibiting a thermo-optic effect
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133345Insulating layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an element having a high-speed response property, a high density and suitable for display on a large area by generating first the uniaxial anisotrophic phase of a liquid crystal at the boundary of a cylindrical member between a pair of base plates and decreasing the temp. of the phase at the side of a temp. high than the anisotropic phase thereby arranging the liquid crystal in the same direction as the uniaxial anisotrophic phase. CONSTITUTION:A cylindrical member 104 consisting of glass fibers, etc. is provided in a recess on a base plate 101 side between a pair of liquid crystal base plates 101 and 101' so as to have a chiral smectic C phase (SmC*) or H phase (SmH*) with a ferroelectric liquid crystal 103 such as disiloxybenzilidene-P-amino-2-methylbutyl cinnamate (DOBAMBC) or the like and the base plates 101, 101' are joined by using an adhesive agent 106. A heating electrode 105 is provided on the side of the plate 101 opposite to the member 104 and the liquid crystal is kept at a high temp. The temp. of the liquid crystal arranged in parallel with the uniaxial anisotropic phase is so decreased as to transfer the phase to the boundary 104' with the member 104. The monodomain arranged in the direction perpendicular to the plane of the plates 101, 101' is thus formed. The driving speed of the liquid crystal is thus increased and the high-density display characteristic over a large area is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シヤツタアレイ等の
液晶素子を作成する際に用いる液晶の配向制御法及びそ
の方法で用いる素子に関し、更に詳しくは液晶分子の初
期配向状態を改善することによ)、表示ならびに駆動特
性を改善した液晶の1.面制御法及びその方法で用いる
素子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal alignment control method used in producing liquid crystal elements such as liquid crystal display elements and liquid crystal-optical shutter arrays, and elements used in the method, and more specifically relates to an initial alignment control method of liquid crystal molecules. 1. of liquid crystals with improved display and driving characteristics. This invention relates to a surface control method and an element used in the method.

従来よυ、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に措
成し、その電極間に液晶化合物を充填し多数の画素を形
成して、画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子は、
よく知られている。
Conventionally, a liquid crystal display element displays images or information by arranging a scanning electrode group and a signal electrode group in a matrix, and filling a liquid crystal compound between the electrodes to form a large number of pixels.
well known.

この表示素子の駆動法としては、走査電極群に順次周期
的にアドレス信号を辿択印加し、信号電極群には所定の
情報信号をアドレス信号と同期させて並列的に選択印加
する時分割駆動が採用されているが、この表示素子及び
その駆動法には以下に述べる如き致命的とも言える大き
な欠点がある。
The driving method for this display element is time-division driving in which an address signal is sequentially and periodically applied to a group of scanning electrodes, and a predetermined information signal is selectively applied in parallel to a group of signal electrodes in synchronization with the address signal. However, this display element and its driving method have major and fatal drawbacks as described below.

即ち、画素密度を高く、或いは画面を大きくするのがl
l’JtLいことである。従来の液晶の中で応答速度が
比較的高く、しかも消費電力が小さいことから、表示素
子として実用に供されてるのけ殆んどが、例えばM、8
chadtとW、He1frich著@Applied
 Physics Letters”Vo、 18 、
/l64(1971,2,15)、P、127〜12B
の@vo:ttage−、Dependent 0pt
ical Activity Of a Twiste
dNematic Liquid Crystal ’
に示されたTN(twistea nematic)型
の液晶を用いたものであり、この型の液晶は、無取界状
態で正の制電異方性をもつネマチック液晶の分子が液晶
層厚方向で捩れた構造(ヘリカル構造)を形成し、両正
極面でこの液晶の分子が平行に配列した構造を形成して
いる。一方、電界印加状態では、正の飼電異方性をもつ
ネマチック液晶が電界方向に配列し、この結果光学変調
を起すことができる。この型の液晶を用いてマトリクス
i極構造によって表示素子を(R成した場合、走査電極
と信号電極が共に選択される領域(選択点)には、液晶
分子を電極面に垂直に配列させるに要するFN値以上の
電圧が印加され、走査電極と信号電極が共に選択されな
い領域(非選択点)には電圧は印加されず、したがって
液晶分子け11j、極面に対して並行な安定配列を保っ
ている。このような液晶セルの上下に互いにクロスニコ
ル関係にある直線偏光子を配置することによシ、選択点
では光が透過せず、非選択点では元が透過するため、画
像岩子とすることが可能となる。然し乍ら、マトリクス
電極構造を構成した場合には、走査電極が選択され、信
号電極が選択されない領域、或いは走査atが選択され
ず、信号電極が選択される領域(所間“半選択点″)に
も有限に電界がかかつてしまう6選択点にかかる電圧と
、半選択点にかかる電圧の差が充分に大きく、液晶分子
を電界に乎直に配列させるのに要する電圧閾値がこの中
間の電圧値に設定されるならば、表示素子は正常に動作
するわけであるが、走査線数(N)を増やして行った場
合、画面全体(1フレーム)を走査する間に一つの選択
点に有効な電界がかかつている時間(auty比)が1
/Nの割合で減少してしまう。この走めに、くり返し走
査を行っ走場合の;ガ択点と非・η択点にかかる実効1
直としての電圧差は、走査線数が増えれば増える程小さ
くなシ、結果的には画像コントラストの低下やクロスト
ークが避は待い欠点となっ′Cいる。このような現象は
、双安定性を有さ々い液晶(穢極簡に対し、液晶分子が
水平に配向しているのが安定状態であシ、箪醒が有効に
印加されている間のみ画直1c配向する)を時…(的蓄
積効果をオ(1用して駆動する(即ち、操り返し走査す
る)ときに生ずる木調的には背は難い問題点である。こ
の点を改良するために、電圧平均化法、2周波mA 4
jb法や、多重マトリクス法等が既に提案されているが
、いずれの方法でも不光分であり、表示素子の大両面化
や高密度化け、十査絹オクが充分に増やせないことによ
って頭打ちになっているのが現状でちる。
In other words, it is better to increase the pixel density or make the screen larger.
It's a bad thing. Among conventional liquid crystals, most of them are practically used as display elements, for example, M, 8, because they have a relatively high response speed and low power consumption.
Written by chadt and W, He1frich @Applied
Physics Letters”Vo, 18,
/l64 (1971, 2, 15), P, 127-12B
@vo:ttage-, Dependent 0pt
ical Activity Of a Twist
dNematic Liquid Crystal'
This type of liquid crystal uses the TN (twistea nematic) type liquid crystal shown in Figure 1. This type of liquid crystal is created by twisting the molecules of the nematic liquid crystal, which has positive antistatic anisotropy in an unbounded state, in the thickness direction of the liquid crystal layer. The liquid crystal molecules form a parallel structure on both positive electrode surfaces (helical structure). On the other hand, when an electric field is applied, nematic liquid crystals with positive feeding anisotropy are aligned in the direction of the electric field, resulting in optical modulation. When a display element (R) is formed using this type of liquid crystal with a matrix i-pole structure, liquid crystal molecules are arranged perpendicularly to the electrode surface in the region where both the scanning electrode and the signal electrode are selected (selection point). A voltage equal to or higher than the required FN value is applied, and no voltage is applied to areas where neither the scanning electrode nor the signal electrode is selected (unselected points), and therefore the liquid crystal molecules 11j maintain a stable alignment parallel to the polar plane. By arranging linear polarizers above and below such a liquid crystal cell in a cross-Nicol relationship with each other, the light does not pass through selected points, but the original light passes through non-selected points, making it possible to However, when a matrix electrode structure is configured, there are areas where scan electrodes are selected and signal electrodes are not selected, or areas where scan at is not selected and signal electrodes are selected (in some places). The difference between the voltage applied to the 6 selection points (where the electric field is finitely applied even to the "half selection point") and the voltage applied to the half selection point is sufficiently large, and the voltage required to align the liquid crystal molecules directly to the electric field If the threshold is set to an intermediate voltage value, the display element will operate normally, but if the number of scanning lines (N) is increased, the The time during which an effective electric field is applied to one selection point (auty ratio) is 1
/N. During this run, the effective 1 applied to the Ga selection point and the non-η selection point when scanning is repeated.
The direct voltage difference becomes smaller as the number of scanning lines increases, and as a result, a reduction in image contrast and crosstalk are unavoidable and become drawbacks. This phenomenon occurs only when the liquid crystal molecules are horizontally aligned, and only while the bistability is effectively applied. This is a difficult problem in terms of wood tone that occurs when driving using the target accumulation effect (i.e., scanning back and forth).This point has been improved. In order to do this, voltage averaging method, two frequency mA 4
The jb method and the multiplex matrix method have already been proposed, but all of them are non-light-emitting, and have reached a plateau due to larger double-sided display devices, higher density, and the inability to sufficiently increase the number of display elements. This is the current situation.

一方、プリンタ分野を眺めて見るに、電気信号を入力と
してハードコピーを得る手段として、画素密度の点から
もスピードの点からも電気画像信号を光の形で電子写真
感光体に与えるレーザービームプリンタ(LBP)が現
在最も優れている。ところがLBPには、 1、 プリンタとしての装置が大型になる;2、 ポリ
ゴンスキャナの様な高速の駆動部分かあシ騒音が発生し
、また厳しい機械的精度が要求される;など の欠点がある。この様な欠点を解消すべく電気信号を光
信号に変換する素子として、液晶シャッターアレイが提
案されている。ととろが、液晶シャッタアレイを用いて
画素信号を与える場合、たとえば210朋の長さの中に
画素信号を16 aot /朋の割合で書き込むために
は、 3000個以上の信号発生部を有していなければ
ならず、それぞれに独立した信号を与えるためには、元
来それぞれの信号発生部全てに信号を送るIJ−ド紳を
配置しなければならず、製作上田1!T#であった。
On the other hand, looking at the field of printers, laser beam printers provide electrical image signals in the form of light to electrophotographic photoreceptors in terms of both pixel density and speed, as a means of obtaining hard copies using electrical signals as input. (LBP) is currently the best. However, LBP has drawbacks such as: 1. The printer is large; 2. High-speed drive parts like polygon scanners generate noise, and strict mechanical precision is required. . In order to overcome these drawbacks, a liquid crystal shutter array has been proposed as an element that converts electrical signals into optical signals. When Totoro uses a liquid crystal shutter array to provide pixel signals, for example, in order to write pixel signals at a rate of 16 aot/h within a length of 210 h, it must have more than 3000 signal generators. In order to give independent signals to each of them, it was originally necessary to place an IJ-domain that sends signals to all of the signal generating parts, and manufacturing Ueda 1! It was T#.

そのため、IL工un (ライン)分の画素信号を数行
に分割された(tV号光発生部より、時分割して与える
試みがなされている。この様にすれば、信号を与える電
極を、初数の信号発生部に対して共通にすることができ
、実η装置を大幅に軽減することができるからである。
For this reason, an attempt has been made to divide the pixel signal for one (line) of the IL process into several lines (from the tV light generation section and give it in time division. This is because it can be made common to the initial number of signal generators, and the actual η device can be significantly reduced.

ところが、この場合通常行われているように双安定性を
有さない液晶を用いて行数(N)を増して行くと、信号
ONの時間が実質的に17Nとなシ感光体上でイ%られ
る光潰が減少してしまったり、クロストークの間頌が生
ずるというi!1#点がある。−このような従来型の液
晶素子の欠点を改善するものとして、双安定性を有する
液晶素子の使用が、 01arkおよびLagerwa
llによ#)提案されている(特開昭56−10721
6号公報、米国特許第4!167924号明細書等)。
However, in this case, if the number of lines (N) is increased using a liquid crystal that does not have bistability, as is usually done, the signal ON time is essentially 17N, and the image on the photoreceptor is increased. The i! There is 1# point. - To improve the drawbacks of conventional liquid crystal devices, the use of bistable liquid crystal devices has been proposed by 01ark and Lagerwa.
It has been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-10721)
6, US Pat. No. 4,167,924, etc.).

双安定性を有する液晶として1ま、一般に、カイラルス
メクテイツクC相(SmO*)を有する強n箪性液晶が
用いられる。この液晶け′屯界罠対して第1の光学的安
定状態と第2の光学安定状態からなる双安定状態を有し
、従って前述のTI型の液晶で用いられた光学変調素子
とは異なり、例えば一方の電界ベクトルに対して第1の
光学安定状態番て液晶が配向し、他方の電界ベクトルに
対しては第2の光学的安定状態に液晶が配向される。ま
たこの型の液晶は、加えられる電界番ζ応答して、極め
て速やかに上記2つの安定状態のいずれかを取り、且′
)電界の印加のないときはその状態を維持する性質を有
する。このような性質を利用することによシ、上述した
従来のTN型素子の問題点の多くに対して、かなシ本質
的な改善が得られる。この点は、本発明と関連して、以
下に、更に詳細に説明する。しかしながら、この双安定
性を有する液晶を用いる光学変調素子が所定の駆動特性
を発揮するためには、一対の平行基板間に配置される液
晶が、電界の印加状態とは無関係に、上記2つの安定状
態の間での変換が効果的に起るような分子配列状態にあ
ることが必要である。たとえばSmO*または8mH*
相を有する強訴電性液晶については、SmO*またはE
1m戸相を有する液晶分子層が基板面に対して垂直で、
したがって液晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列した領
域(モノドメイン)が形成される必安がちる。しかしな
がら、従来の双安定性を有する液晶を用いる光学変11
M1素子においては、このようなモノドメイン構造を有
する液晶の配内状懐が、必−ずしも満足に形成されなか
つ±走めに、充分な特性が得られなかったのが実情であ
る、 たとえば、このような配向状態を与えるために、磁界を
印加する方法、せん断力を印加する方法、などが提案さ
れている。しかしながら、これらは、いずれも必ずしも
満足すべき結果を与えるものではなかった。たとえば、
磁界を印加する方法は、大規模な装置を要求するととも
に作動特性の良好なfW層セルとけ両立しがたいという
難点があシ、′また、せん断力を印加する方法は、セル
を作成後に液晶を注入する方法と両立しないという難点
がある。
As a liquid crystal having bistability, a strong n-type liquid crystal having a chiral smectic C phase (SmO*) is generally used. This liquid crystal has a bistable state consisting of a first optically stable state and a second optically stable state with respect to the trap, and therefore, unlike the optical modulation element used in the above-mentioned TI type liquid crystal, For example, the liquid crystal is oriented in a first optically stable state with respect to one electric field vector, and the liquid crystal is oriented in a second optically stable state with respect to the other electric field vector. In addition, this type of liquid crystal very quickly adopts one of the two stable states in response to the applied electric field number ζ, and
) It has the property of maintaining its state when no electric field is applied. By utilizing such properties, substantial improvements can be obtained in many of the problems of the conventional TN type device described above. This point will be explained in more detail below in connection with the present invention. However, in order for an optical modulation element using this bistable liquid crystal to exhibit predetermined driving characteristics, the liquid crystal placed between a pair of parallel substrates must be It is necessary that the molecules be in such a state that conversion between stable states can occur effectively. For example SmO* or 8mH*
For strongly electrostatic liquid crystals with phases, SmO* or E
A liquid crystal molecular layer having a 1m phase is perpendicular to the substrate surface,
Therefore, a region (monodomain) in which the liquid crystal molecular axes are arranged substantially parallel to the substrate surface tends to be formed. However, conventional optical modification using a liquid crystal with bistability 11
In the M1 device, the actual situation is that the arrangement of liquid crystals having such a monodomain structure was not always formed satisfactorily, and sufficient characteristics could not be obtained. For example, methods of applying a magnetic field, methods of applying shear force, etc. have been proposed in order to provide such an orientation state. However, none of these methods necessarily gave satisfactory results. for example,
The method of applying a magnetic field has the drawback that it requires large-scale equipment and is difficult to achieve at the same time as creating an fW layer cell with good operating characteristics; The problem is that it is incompatible with the injection method.

ところで、前述の如きTN型の液晶を用いた素子では、
液晶分子のモノドメインを基板面に平行な状態で形成す
る方法として例えば基板面を布の如きもので摺擦する(
ラビング)方法や810を斜め蒸着する方法等が用いら
れている。
By the way, in the device using the TN type liquid crystal as mentioned above,
One way to form monodomains of liquid crystal molecules parallel to the substrate surface is to rub the substrate surface with something like cloth (
A rubbing method, a method of diagonally depositing 810, etc. are used.

例えばラビングを施された基板面に接する液晶に対して
は方向性が付与され、液晶分子はその方向に従って優先
して配列するのが最もエネルギーの低い(即ち安定な)
状態となる。この様なラビング処理面には、液晶分子を
一方向に優先して配列させる効果が付与されている。こ
の配向効果が付与された平面をもつ構造体は、例えば、
W、He1frlchとM、8chadtのカナダ特許
第1010156号公報等に示されている。このラビン
グ法によシ配向効果を形成する方法の#1かに、基板の
上にS卸やS10.を斜め蒸着して形成した平面をもつ
構造体を用い、この810又け5iO7の一軸的異方性
を有する平面が液晶分子を一方向に優先して配向させる
効果を有している。
For example, the liquid crystal in contact with the rubbed substrate surface is given a directionality, and the liquid crystal molecules preferentially align in that direction, which has the lowest energy (that is, is stable).
state. Such a rubbed surface has the effect of preferentially arranging liquid crystal molecules in one direction. A structure with a plane to which this orientation effect is applied is, for example,
This is shown in Canadian Patent No. 1010156 by W. He1frlch and M.8chadt. Method #1 of forming an alignment effect by this rubbing method is to apply S10. A structure having a plane formed by oblique vapor deposition is used, and this plane having uniaxial anisotropy of 810 and 5iO7 has the effect of preferentially aligning liquid crystal molecules in one direction.

このように、液晶分子を作成する上で、ラビング法や斜
め蒸着法による配向制御法は、好ま・しい方法の1つで
あるが、双安定性を有する液晶に対して、これらの方法
によシ配向制御を施こすと、液晶を一方向のみに優先し
て配向させる壁効果を有する平面が形成され、それが、
電界に対する双安定性、重速応答性やモノドメイン形成
性を阻害する欠点がある。
In this way, alignment control methods such as rubbing and oblique evaporation are one of the preferred methods for creating liquid crystal molecules, but these methods cannot be applied to liquid crystals that have bistability. When C orientation control is applied, a plane is formed that has a wall effect that preferentially orients the liquid crystal in only one direction.
It has the disadvantages of inhibiting bistability to electric fields, rapid response, and monodomain formation.

本発明の主要な目的は、上述した事情に鑑み、高速応答
性、高密度画素と大面積を有する表示素子、あるいけ高
速度のシャッタスピードを有する光学シャッター等とし
て潜在的な適性を有する双安定性を有する液晶を使用す
る光学変調1子において、従来開所でちったモノドメイ
ン形成性ないしは初期配向性を改善することにより、そ
の特性を充分に発揮させ得る液晶の配向+11制御法を
提供することにある。
In view of the above-mentioned circumstances, the main object of the present invention is to provide a bistable device which has potential suitability as a display element with high-speed response, high density pixels and a large area, and an optical shutter with a relatively high shutter speed. To provide a liquid crystal orientation +11 control method that can fully exhibit its characteristics by improving the monodomain formation property or initial orientation property that was conventionally used in an optical modulator using a liquid crystal having properties. It is in.

本発明者らは、上述の目的で更に研究した結果、特に液
晶材料が別の相(91えは等吉相等の高渦状◇―)よシ
ー軸性異方用(例えば8mA (スフ メチイックA)等の低温状態)へ移行する降温ム 過程に於ける配向性に着目したところ、別の相(旨温相
)より、−軸性嚢吉相へ相転移する場合、別の相領域と
、上記−軸性異方相領域との空間的相界面に於て、新た
に相転移して生成する一軸的異方性の分子軸は、既に形
成されていた一軸的異方性の液晶分子配向方向と平行に
配向し、しかも、上記−軸性異方相領域の生長する方向
と、液晶分子の配向方向を直交関係とする場合、極めて
安定にモノドメイン−軸性異方用が生長することが判明
した。更に、本発明者らは水平配向性を有するシリンド
リカル部材を配設することにより、最初の一軸的異方性
の核を液晶分子がシリンドリカル部材と平行に配向した
モノドメインの一軸貫吉相として形成することが可能と
なシ、この結果液晶の双安定性に基づく素子の作動特性
と液晶層のモノドメイン性を両立し得る構造の液晶素子
が得られることを見い出した。
As a result of further research for the above-mentioned purpose, the present inventors found that the liquid crystal material is particularly suitable for use in different phases (highly vortex-like ◇-- such as the 91-eha-tokichi phase), as well as for cy-axial anisotropy (e.g., 8 mA (sphmetic A), etc.). When we focused on the orientation in the temperature-decreasing process of transitioning to the low-temperature state of At the spatial phase interface with the uniaxially anisotropic phase region, the uniaxially anisotropic molecular axis that is newly generated through a phase transition is parallel to the orientation direction of the uniaxially anisotropic liquid crystal molecules that had already been formed. It was found that monodomain-axial anisotropy grows extremely stably when the direction of growth of the above-mentioned -axial anisotropic phase region and the alignment direction of liquid crystal molecules are orthogonal to each other. . Furthermore, by arranging a cylindrical member with horizontal alignment, the present inventors formed the initial uniaxially anisotropic nucleus as a monodomain uniaxial anisotropic phase in which liquid crystal molecules were aligned parallel to the cylindrical member. The present inventors have discovered that it is possible to obtain a liquid crystal element having a structure that allows both the operating characteristics of the element based on the bistability of the liquid crystal and the monodomain property of the liquid crystal layer.

本発明は、前述の知見に基づくものであり、すなわち本
発明による液晶の配向制御法は、前述の知見に基づいて
なしたもので、一対の基板間で最初に一方向に配列した
液晶の−軸異方相(スメクテイツク相、ネマティック相
)をシリンドリカル部材との界面付近に形成し、前記−
軸貫吉相と眩相よシ高温側の別の相(等吉相、ネマティ
ック相、コレステリック相)との間で形成された相界面
伺近の前記別の相を降温下で前記−軸貫吉相の液晶配列
方向と平行方向に配列した液晶の−!lll異方相に相
吉相させ、該相転移を前記相界面からその垂直方向に向
けて連続的に生じさせることによシ、一方向に配列した
液晶のモノドメインを形成する液晶の配向制御法に特徴
を有している。
The present invention is based on the above-mentioned knowledge, that is, the liquid crystal orientation control method according to the present invention has been made based on the above-mentioned knowledge. An axially anisotropic phase (smectic phase, nematic phase) is formed near the interface with the cylindrical member, and the -
The above-mentioned another phase near the phase interface formed between the chiku-tankichi phase and another phase on the high-temperature side of the dazzling phase (tokichi phase, nematic phase, cholesteric phase) is cooled down to form the chiku-kuchikichi phase. -! of liquid crystals aligned parallel to the liquid crystal alignment direction! A liquid crystal orientation control method for forming liquid crystal monodomains aligned in one direction by causing the anisotropic phase to become a phase transition and causing the phase transition to occur continuously from the phase interface in a direction perpendicular to the phase interface. It has the following characteristics.

以T1必四に応じて図面を勾照しつつ1本発明を史に詳
刑It Ic n!?、 1則する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as required. ? , follow one rule.

本発明で用いる液晶利料として、特に適したものは、双
安定性を有する液晶であって強誘電性を有するものであ
って、具体的にはカイラルスメクテイツクC相(日mO
* )又はH相(SmH”)を有する液晶を用いること
ができる。
Particularly suitable liquid crystal materials for use in the present invention are liquid crystals with bistability and ferroelectricity, specifically chiral smectate C phase (NmO
*) or a liquid crystal having an H phase (SmH'') can be used.

強胚電性液晶の評IIIについては、たとえば” I、
J!t JOURNAIJDJI! PHYEI工GI
UJII LルT11RI3”56(L69)1975
 、 [Ferroelectric Liquid 
Crystals−J i’ AppliecL Ph
ysics Letters ” 36 (L−69)
 1975゜[Ferroelectric Liqu
id Crystals−J ;Applied Ph
ysics Letters”36(11)1980゜
「Submicro Becon+l B15tabl
θBle(BtroopticSwitching i
n Liquid 0rystalt3J i″′固体
物理116 (141)1981「液晶」等に記載され
ておシ、本発明ではこれらに開示された強餅電性液晶を
用いることができる。
Regarding evaluation III of strong electroconductive liquid crystal, for example, "I,"
J! t JOURNAIJDJI! PHYEI Engineering GI
UJII Lle T11RI3”56 (L69) 1975
, [Ferroelectric Liquid
Crystals-J i' AppliecL Ph
ysics Letters” 36 (L-69)
1975゜[Ferroelectric Liquor
id Crystals-J; Applied Ph
ysics Letters"36(11)1980゜"Submicro Becon+l B15table
θBle(BtroopticSwitching i
Liquid crystals are described in ``Liquid Crystals'' in Solid State Physics 116 (141) 1981, and in the present invention, the highly electrostatic liquid crystals disclosed in these documents can be used.

強[電性液晶化合物の具体例として番づ1、デシロキシ
ベンジリデン−P′−アミノル2−メチルプチルシンナ
メー) (DOBAMBO) 、ヘキシルオキシベンジ
リデン=p′−アミノ−2−クロロブ四ビルシンナメー
) (HOBACPC)、4−o−(2−メチル)−プ
チルレゾルシリデンー4′−オクチルアニリン(MBR
A8)が挙げられる。
Strong [Specific examples of conductive liquid crystal compounds include No. 1, Desyloxybenzylidene-P'-aminol-2-methylbutylcinname) (DOBAMBO), Hexyloxybenzylidene-p'-amino-2-chlorobutyrubincinname) (HOBACPC) ), 4-o-(2-methyl)-butyl resol cylidene-4'-octylaniline (MBR
A8) is mentioned.

これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合物
がSmO”相又はsmn*相となるような温度状態に保
持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた
銅ブロック等により支持することができる。
When constructing an element using these materials, the element is supported by a copper block with a heater embedded, etc., as necessary, in order to maintain the temperature state such that the liquid crystal compound becomes the SmO'' phase or the smn* phase. be able to.

と■1図は、強l秀電件液晶の動作量、明の止めに、セ
ルの1’?11を1へ成約に描いたものである。11と
11’は、In、、 02. SnO2あるいは工To
 (工ndium−TinOxide )等の薄膜から
なる透明′尻極で被覆されたJb板(ガラス板)であり
、その間に液晶分子層12がガラス面に垂直になるよう
配向したSmゲ相又けSmH” 、17iの液晶が討入
されている。太紳で示した紳15が液晶分子を表わして
おシ、この液晶分子13けその分子に直交し念方向に双
極子モーメン) (Pま)14を有している。基板11
と11′上の@4@間に一定の閾値以上の電圧を印加す
ると、液晶分子13のらせん構造がftどけ、双極子モ
ーメント(P↓)14がすべて電界方向に向くよう、液
晶分子13け配向方向を変えることができる。7j[晶
分子15は、細長い形状を有しており、その長4111
方向と短肝1方向で屈折率異方性を示し、従って列えば
ガラス面のと下に互いにクロスニコルの1光子を置けば
、電圧印加億性によりて光学″時性が変わる液晶光生変
1i11素子となることは、容易に理解される。
■Figure 1 shows the operating amount of the liquid crystal display, the light stop, and the cell 1'? It is a drawing of 11 to 1. 11 and 11' are In, 02. SnO2 or engineering To
This is a Jb plate (glass plate) coated with a transparent backing made of a thin film such as ndium-tin oxide, etc., and between which a liquid crystal molecular layer 12 is oriented perpendicular to the glass surface. ” , 17i liquid crystal has been introduced. 15 shown in the figure represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 13 is orthogonal to that molecule and has a dipole moment in the optical direction) (P) 14. It has a substrate 11.
When a voltage higher than a certain threshold is applied between @4@ on The orientation direction can be changed. 7j [Crystal molecule 15 has an elongated shape, and its length is 4111
Liquid crystal photogenesis exhibits refractive index anisotropy in one direction, and therefore, if one photon of crossed nicols is placed below and below the glass surface, the optical temporality changes depending on the voltage applied. It is easily understood that it becomes an element.

本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く(例えば10μ以下)することがで
きる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第2回
に示すように電界を印加していない状態でも液晶分子の
らせん構造がほどけ、非らせん構造となり、その双極子
モーメン)PJたけP′は上向き(24)又は下向き(
24つのどちらかの状態をとる。このようなセルに、第
2図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界E又は
E′を電圧印加手段21と21′によシ付与すると、双
極子モーメントは、電界E又はE′の電界ベクトルに対
応して上向き24又は下向き24′と向きを変え、それ
に応じて液晶分子は、第1の安定状態23か、あるいは
第2の安定状態23′の何れか1方に配向する。
The liquid crystal cell preferably used in the liquid crystal element of the present invention can have a sufficiently thin thickness (for example, 10 μm or less). As the liquid crystal layer becomes thinner, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds and becomes a non-helical structure even when no electric field is applied, as shown in Part 2, and the dipole moment (PJ) is directed upward. (24) or downward (
It can be in one of 24 states. When an electric field E or E' with a different polarity above a certain threshold value is applied to such a cell by the voltage applying means 21 and 21' as shown in FIG. The liquid crystal molecules are oriented either upward 24 or downward 24' in response to the electric field vector, and accordingly the liquid crystal molecules are oriented either in the first stable state 23 or in the second stable state 23'.

このような強誘電性を液晶素子として用いることの利点
は、先に述べたが2つちる。その第1は、応答速度が極
めて速いことであり、第2は液晶分子の配向が双安定性
を有することである。第2の点を、例えば第2図によっ
て四に説明すると、電界Eを印加すると液晶分子は第1
の安定状態23に配向するが、この状態は電界を切って
も安定である。又、逆向きの電界E′を印加すると、液
晶分子は第2の安定状1m2 S’に配向してその分子
の向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状態に留
っている。又、与える電界Eが一定の閾値を越えない限
シ、それぞれの配向状轢にやはり維持されている。この
ような応答速度の速さと、双安定性が一有効に実現され
るにはセルとしては出来るだけ薄い方が好ましい。
As mentioned above, there are two advantages to using such ferroelectricity as a liquid crystal element. The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To explain the second point with reference to FIG. 2, for example, when an electric field E is applied, the liquid crystal molecules
This state is stable even when the electric field is turned off. When an electric field E' in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented in a second stable state of 1 m2 S' and change their orientation, but they remain in this state even after the electric field is turned off. Also, as long as the applied electric field E does not exceed a certain threshold value, each orientation state is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible.

この様な作詩電性を有する液晶で素子を形成するに当っ
て最も間順となるのは、先にも述べたように、13m0
 ”相又は8mH”を有する層が基板面に対して垂直に
配列し且つ液晶分子が基板面に略平行に配向した、モノ
ドメイン性の高いセルを形成することが困難なことであ
り、この点に解決を与えることが本発明の主要な目的で
ある。
As mentioned earlier, the most time-consuming process when forming an element using a liquid crystal with such lyrical conductivity is 13m0.
It is difficult to form a highly monodomain cell in which a layer having a "phase or 8mH" is aligned perpendicular to the substrate surface and liquid crystal molecules are aligned approximately parallel to the substrate surface, and this point It is the main objective of the present invention to provide a solution to the problem.

第3図(A)は1本発明の液晶配向制御法によって得た
液晶素子の一実施例に関する部分的な平面図であシ、第
3図中)は、そのA −A’断面図である。いずれもセ
ル構造をわかり易くする丸め正確な縮尺度の図とけなっ
ていない。本例では、プリンタ用シャッタアレーの構成
例が示されて第3図で示す液晶セル100は、ガラス板
又はプラスチック板などからなる一対の基板101と1
01′をスペーサ(図示せず)で所定の間隔に保持され
、この一対の基板を接着剤106で接着したセル構造を
有しておシ、さらに基板101の上には複数の透明電極
102からなる%極群(例えば、マトリクス電極構造の
うちの走査電圧印加用電極群)が例えば帯状パターンな
どの所定ノくターンで形成されている。基板101′の
上には前述の透明電極102と交差させた複数の透明電
極102′からなる電極群(例えば、マトリクス電極構
造のうちの信号電圧印加用電極群)が例えば図示する如
(107’でチドリ状に接続されたセグメントパターン
で形成されている。透明電極102はリード107と、
透明電極102′はリード107’ifiそれぞれ接続
されて、外部回路からの信号がそれぞれのり一ド107
と107′の端子に入力される。この様な基板101と
101′には、例えば−酸化硅素、二酸化硅素、1賦化
アルミニウム。
FIG. 3(A) is a partial plan view of an embodiment of a liquid crystal element obtained by the liquid crystal alignment control method of the present invention, and FIG. . Both figures are rounded to an accurate scale to make the cell structure easier to understand. In this example, a liquid crystal cell 100 shown in FIG. 3 shows a configuration example of a shutter array for a printer.
01' are held at a predetermined distance by a spacer (not shown), and the pair of substrates are bonded together with an adhesive 106. Furthermore, on the substrate 101, a plurality of transparent electrodes 102 are formed. The electrode group (for example, the electrode group for applying a scanning voltage in the matrix electrode structure) is formed in a predetermined number of turns, such as a strip pattern. On the substrate 101', there is an electrode group (for example, a signal voltage application electrode group in a matrix electrode structure) consisting of a plurality of transparent electrodes 102' intersecting with the transparent electrode 102 described above, as shown in the figure (107'). The transparent electrode 102 is formed with a segment pattern connected in a staggered manner.The transparent electrode 102 has a lead 107 and
The transparent electrodes 102' are connected to the leads 107'ifi, respectively, so that signals from an external circuit are connected to the leads 107' respectively.
and is input to the terminal 107'. Such substrates 101 and 101' can be made of, for example, -silicon oxide, silicon dioxide, monovalent aluminum.

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、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ホリエスデルイミド、ポリバラキシレリン、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセター
ル、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セル
ロース樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂やアクリル(?
i1脂などを用いて被模形成した絶縁膜(図示せず)を
設けることができる。この絶線piけ、ダ戊晶層103
に微埼に含有される不紳物等のために生ずる電流の発生
を防止できる利点をも有しておシ、従って動作を繰り返
し行なっても液晶化合物を劣化させることがない。
Zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, holiesderimide, polyvaraxylerin,
Polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin and acrylic (?
An insulating film (not shown) patterned using i1 resin or the like can be provided. This disconnected line pi, da bo crystal layer 103
It also has the advantage of being able to prevent the generation of current caused by undesirable substances contained in minute quantities in the liquid crystal compound, and therefore does not deteriorate the liquid crystal compound even if the operation is repeated.

この具体ド11におけるセル構造は、前述した様な所定
温度で作話電性を示す液晶M103とシリンドリカル部
材104およびヒータなどの発熱体105を備えている
The cell structure of this concrete card 11 includes a liquid crystal M103 that exhibits a talking property at a predetermined temperature as described above, a cylindrical member 104, and a heating element 105 such as a heater.

シリンドリカル部材104としては、良好な曲I11 
壁面104′をもつグラスファイバーが適しており、第
3図に示す如く基板101に切り込みを形成し、その個
所に適肖な直径(し11えば←松〜尋→のシリンドリカ
ル部材104を配置することができる。
As the cylindrical member 104, a good song I11 is used.
A glass fiber having a wall surface 104' is suitable, and as shown in FIG. I can do it.

又、発熱体105としては、例えば酸化インジウム、酸
化錫や工Tα(工ndinm Tin 0x1dθ)な
どの?4膜抵抗体を用いることが適している。
The heating element 105 may be made of, for example, indium oxide, tin oxide, or Tα (Tin 0x1dθ). It is suitable to use a four-film resistor.

この杼な液晶セル100は、基板101と101′の両
側にはクロスニコル状態又はパラレルニコル状態とした
(至)光子10Bと108′がそれぞれ配置されて、電
極102と102′の間に電圧を印加した時に光学変飼
を生じることになる。
In this liquid crystal cell 100, photons 10B and 108' in a crossed Nicol state or a parallel Nicol state are arranged on both sides of substrates 101 and 101', respectively, and a voltage is applied between electrodes 102 and 102'. When applied, optical changes will occur.

第3図に示す液晶セル100についての更に具体的な例
を示すと、例えば透明′Kt極102け幅を62.5μ
mとした帯状の走査!、電極群し、一方透明電極102
′は一画素を形成し、62.5μmX62.5pmの信
号1!極群とすることができる。又、発熱体105は平
均幅0.6間、膜厚1oooiのITO声膜とし、液晶
層103は2 μm厚で保持されていることが好ましい
To give a more specific example of the liquid crystal cell 100 shown in FIG.
Band-shaped scan with m! , an electrode group, and one transparent electrode 102
' forms one pixel, and the signal 1! of 62.5 μm x 62.5 pm is formed. It can be a polar group. Further, it is preferable that the heating element 105 is an ITO voice membrane having an average width of 0.6 mm and a thickness of 100 mm, and the liquid crystal layer 103 is maintained at a thickness of 2 μm.

この様な液晶セル1004ま、加熱ケース(図示せず)
に収容し、上下に互いに直交する閤光子108 、!:
 108’を配f?I L、て、これを電子写真プリン
タ用液晶シャッターアレーとして動作させることができ
る。この場合、第3図(A)の失印Bが電子写真Wシ光
ドラムの回転方向となる。
Such a liquid crystal cell 1004, a heating case (not shown)
108 photons accommodated in the space and vertically orthogonal to each other,! :
Arrange 108' f? IL, this can be operated as a liquid crystal shutter array for an electrophotographic printer. In this case, the lost mark B in FIG. 3(A) is the rotational direction of the electrophotographic W optical drum.

以下、所定温度で強!L’[特性を示す液晶材料DOB
AMBO(7) :14 、Hをド1にとり−c、液晶
jH’4105L7)配向制御法について283図を用
いて具体的に説明する。まず、DOBAMB(!が柑入
されている液晶セル100け、セル全体が均一に加熱さ
れるような加熱ケース(図示されていない)にセットさ
れる。次に、セルの平均的温度が例えば90むとなるよ
う加熱ケースのm度をコントロールする。
Below, it is strong at the specified temperature! L'[Liquid crystal material showing characteristics DOB
AMBO(7):14, H is set to 1, -c, liquid crystal jH'4105L7) The alignment control method will be specifically explained using FIG. 283. First, 100 liquid crystal cells filled with DOBAMB (!) are set in a heating case (not shown) that heats the entire cell uniformly.Next, the average temperature of the cells is set to, for example, 90 Control the temperature of the heating case so that the

このときDOBAMBOは、液晶相としてEImO”相
もしくは13mA相状轢となっている。ここで、発熱体
(ヒータ)105に電流を流し、次第に電流値を上げて
行くと、まず発熱体105のごく近傍のみが5InA→
等方相の転移温度である約118t″を越え、等吉相即
ち液相状態に相転移を生じる。
At this time, DOBAMBO is in the EImO'' phase or 13mA phase as a liquid crystal phase.Here, when a current is passed through the heating element (heater) 105 and the current value is gradually increased, the 5InA only in the vicinity →
The transition temperature of the isotropic phase, about 118 t'' is exceeded, and a phase transition occurs to an isotropic phase, that is, a liquid phase state.

さらに、電流を増大させて行くと、等吉相領域が発熱体
105とほぼ平行状態を保ち乍ら拡がって行き、やがて
全液晶層103が等吉相となる。
As the current is further increased, the equi-lucky phase region expands while remaining substantially parallel to the heating element 105, and eventually the entire liquid crystal layer 103 becomes an equi-lucky phase.

この状態では、液晶セル100の長手方向(第3図(A
)の0方向)での温度が均一であシ、短手方向(第3図
体)のB方向)でシリンドリカル部材104から発熱体
105の方向へ次第に温度が高くなるような温度勾配が
形成される。例えば、シリンドリカル部材104のO’
lll壁面104′の近傍を例えば約120むとし、そ
れよシ約1.5yxllれた発熱体105の近傍を例え
tf140t′とすることによって温度勾配を形成する
In this state, the longitudinal direction of the liquid crystal cell 100 (FIG. 3(A)
) is uniform, and a temperature gradient is formed such that the temperature gradually increases from the cylindrical member 104 to the heating element 105 in the transverse direction (direction B of the third figure). . For example, O' of the cylindrical member 104
A temperature gradient is formed by setting the vicinity of the wall surface 104' to be, for example, about 120mm, and the vicinity of the heating element 105, which is about 1.5yxll, to be tf140t'.

次に、セル100に前述の温度勾配を付与した状態でセ
ル100がセットされているケースの温度を90むよシ
、例えば10む/hの割合で徐々に温度を下げるようコ
ントロールすると、第6ト/JCB>に於て、まずシリ
ンドリカル部材104の(I11壁面104′の近傍に
おける温度が等吉相→SmAイ回転移温度(約116む
)よシ低くなシ、この@r JAにおいて、SmA相の
核が形成される。このとき、シリンドリカル部材104
の側椿面104′及び表板101の面109は(t”J
れも液晶分子を水平方向に配向させる効果を有している
ため、91ij壁面104′の近傍でSmA相が形成さ
れるとき、液晶分子軸が基板101の而(109)内で
、かつシリンドリカl ff1f材104の白側壁面1
04′の長手方向に平行な配列を生ずるような強制力を
受番J、従って形成されたSmA相の核Vilili1
 壁面104′と基板101の而109に対して水平方
向配向し念モノドメインになっている。さらに、ケース
の温度を下げて行くと、既に形成されている5rnAと
等吉相との相界面イ1近における等吉相がその相界面付
近のSmAの配列方向と平行方向になる様なSmAに相
転移を生じ、この結果湛度勾F’ii’下で降温を続け
ると、111mA相のモノドメイン領域が連続的に広が
って行く。このとき、E1mA相のモノドメイン領域と
等吉相領域との相界面の成長速度は、液晶セル100の
長手方間(第3図Aの矢印C方向ンに亘って同一速度に
なっていることが望ましい。ケースの温度が例えば70
む程度となると、発熱体105の近傍を除いては、液晶
は、はぼ全域がSmA相に相転移する。
Next, if the temperature of the case in which the cell 100 is set is controlled to be gradually lowered by 90 mm, for example at a rate of 10 mm/h, with the above-mentioned temperature gradient applied to the cell 100, First, in this @rJA, the temperature in the vicinity of the wall surface 104' of the cylindrical member 104 (I11) is lower than the transition temperature (approximately 116 mm) from the isokitic phase to the SmA phase. A nucleus is formed. At this time, the cylindrical member 104
The side camellia surface 104' and the surface 109 of the top plate 101 are (t''J
Both have the effect of aligning the liquid crystal molecules in the horizontal direction, so when the SmA phase is formed near the 91ij wall surface 104', the liquid crystal molecule axis is within the structure (109) of the substrate 101 and the cylindrical White side wall surface 1 of ff1f material 104
04' is subjected to a forcing force that produces an alignment parallel to the longitudinal direction, thus forming the SmA phase nucleus Virili1.
The wall surface 104' and the substrate 101 are oriented horizontally with respect to the substrate 109, forming a monodomain. Furthermore, when the temperature of the case is lowered, the iso-yoshitic phase near the phase interface I1 between the already formed 5rnA and the iso-yoshitic phase becomes compatible with SmA such that the direction is parallel to the arrangement direction of SmA near the phase interface. A transition occurs, and as a result, as the temperature continues to fall under the condensation gradient F'ii', the monodomain region of the 111 mA phase expands continuously. At this time, the growth rate of the phase interface between the monodomain region of the E1mA phase and the isotonic phase region is the same in the longitudinal direction of the liquid crystal cell 100 (in the direction of arrow C in FIG. 3A). Preferably, the case temperature is e.g.
When the temperature reaches such a level that almost the entire liquid crystal, except for the vicinity of the heating element 105, undergoes a phase transition to the SmA phase.

次いで%発熱体105に流している電流を徐々に下けて
、温度勾配を解除すると、液晶セル100の温度は、全
体が均一に70むとなり、液晶はSmO”相に相転移す
る。このとき、発熱体105の近傍における液晶の分子
配列が、ランダム状態となることがあるが、%[j10
2と102′が形成されている領域に於ては均一なモノ
ドメインとなっている。
Next, when the current flowing through the heating element 105 is gradually lowered to eliminate the temperature gradient, the temperature of the liquid crystal cell 100 becomes uniform throughout the cell, and the liquid crystal undergoes a phase transition to the SmO'' phase. , the molecular arrangement of the liquid crystal near the heating element 105 may be in a random state, but %[j10
The region where 2 and 102' are formed is a uniform monodomain.

以上述べた液晶の配向方法に於て、重要な点け、第3図
(A)におけるB方向にはできるだけ大きな温度勾配を
与えるのが望ましいがC方向に関しては、温度が均一と
なっていることである。
In the liquid crystal alignment method described above, it is important to note that it is desirable to provide as large a temperature gradient as possible in the B direction in Figure 3 (A), but in the C direction, it is desirable to have a uniform temperature be.

この点を第4図(イ))〜(D)を用いて説明する。す
なわち、94図(5)は、発熱体105を帯状形状にし
て素子全形成し、この素子に前述の如き方法でSmA相
を形成する時の徐冷による降温過程でのSmA相領域の
成長過程を模式的に示している。
This point will be explained using FIGS. 4(A) to 4(D). That is, FIG. 94 (5) shows the growth process of the SmA phase region during the temperature decreasing process by slow cooling when the heating element 105 is formed into a band-like shape and the SmA phase is formed on this element by the method described above. is schematically shown.

図中、201はSmA相領域202と等吉相領域205
の相界面を表わしている。発熱体105が図示する如く
均一幅の直膨的形状の時には、ケース(図示せず)に液
晶セル100がセットされていると、ケースに!特別の
工夫がない1覗シ、液晶セル100の長手方向において
その中央部りに較べ端部りの方で温度が低くなるために
、相界面201は中央部りの付近では核発生部材104
の側壁面104′に#1は平行に成長するが、その端部
Eでは(ロ)示する如く頷きをもって成長することにな
る。第4図(A)で示す端部思の領域と中央部りの領域
における液晶分子の配列状態をそれぞれiU a図(B
)と第4図(0) 4% 成約ニ示す。
In the figure, 201 is the SmA phase region 202 and the Tokichi phase region 205.
represents the phase interface of When the heating element 105 has a straight expansion shape with uniform width as shown in the figure, when the liquid crystal cell 100 is set in a case (not shown), the case! In a case where no special measures are taken, since the temperature is lower at the ends of the liquid crystal cell 100 in the longitudinal direction than at the center, the phase interface 201 is closer to the nucleation member 104 near the center.
#1 grows parallel to the side wall surface 104', but at its end E, it grows with a nod as shown in (b). The alignment state of liquid crystal molecules in the edge region and the center region shown in FIG. 4(A) are shown in FIG.
) and Figure 4 (0) shows 4% contract.

plCa図(B)に示す如く、端部Eの領域におけるS
mA相202ば、液晶分子軸方向202′を示している
。同図よルわかるように、fl、lI壁面104′と相
界面201が平行状態よシ大きく傾いている場合(#(
き角θ、とする)には、液晶分子202′の配向方向は
側壁面104′と平行とはならず、角度θ2だけ傾いて
しまう(θ2=01)。これは、相界面201の近彷に
おいて、E1mA相が成長していくとき、液晶分子20
2は、 8mA相の成長方向と垂直な方向に配向する傾
向があるためと推測される。
As shown in plCa diagram (B), S in the region of end E
The mA phase 202 indicates the liquid crystal molecule axis direction 202'. As can be seen from the figure, when the fl, lI wall surface 104' and the phase interface 201 are significantly tilted from the parallel state (#(
At an angle θ), the alignment direction of the liquid crystal molecules 202' is not parallel to the side wall surface 104', but is tilted by an angle θ2 (θ2=01). This is because when the E1mA phase grows near the phase interface 201, the liquid crystal molecules 20
2 is presumed to be because it tends to be oriented in a direction perpendicular to the growth direction of the 8 mA phase.

さらに、相界面201の傾き角θ1が急激に変化する領
域では、液晶分子が整合することができず、配向方向の
大きく異る別のドメインに別かれ、204に示すような
欠陥ラインが出現する。一方、第4図(0)に示すよう
に、中央部りの領域におけるE1mA相202け、(H
it壁面104′と相界面201が略平行方向の液晶分
子軸方向202′となシ、液晶分子はやはり平行で均一
なモノドメインの8mA相202が形成される。硝4図
(D)は、以上の点に鑑みて改良された発熱体105の
形状を示すものである。図に示すように発熱体105の
端部に於てヒータパターンの幅を狭くすることにより、
その端部に於ける発熱体の抵抗値を上げ、その端部での
発熱量を上げることによって、液晶セル100における
長手方向での温度を均一にすることができる。このため
、 SmA相202と等吉相205との相界面201け
、イ011稗而201と平行となり、全体として均一な
モノドメインが得られる。
Furthermore, in a region where the inclination angle θ1 of the phase interface 201 changes rapidly, the liquid crystal molecules cannot align and are separated into different domains with greatly different alignment directions, resulting in the appearance of defect lines as shown in 204. . On the other hand, as shown in FIG. 4(0), the E1mA phase 202 in the central region (H
When the liquid crystal molecule axis direction 202' is substantially parallel to the IT wall surface 104' and the phase interface 201, the liquid crystal molecules are also parallel and a uniform monodomain 8 mA phase 202 is formed. Figure 4 (D) shows the shape of the heating element 105 that has been improved in view of the above points. As shown in the figure, by narrowing the width of the heater pattern at the end of the heating element 105,
By increasing the resistance value of the heating element at the end and increasing the amount of heat generated at the end, the temperature in the longitudinal direction of the liquid crystal cell 100 can be made uniform. Therefore, the phase interface 201 between the SmA phase 202 and the Tokichi phase 205 becomes parallel to the A011 phase 201, and a uniform monodomain is obtained as a whole.

さて、以−ト述べた工程によって配向は完成されるわけ
で、ちるが、モノドメインが一見均一に完成されている
ようでも、実際には電極102−102′間に電圧を印
加して、液晶光学変調素子としてのスイッチング(?!
j性を訓べてみると、光学的コントラストや応答速度の
領域による不均一性が生ずる場合がある。このような現
象は、配向時に設定された温度勾配に、しる[/ζ造的
なひずみによるものと思われる。とれに対しては、配向
工程終了後5−担ケースの温度を上昇させ、液晶をSm
C*相よりf1mA相に一担相転移させ、その後f1び
ElmO”状態へとケースの温度を徐々に下げて行くこ
とにより、構造緩和によって前述の如きひずみが解消さ
れる効果がある。
Now, the alignment is completed through the steps described above, and even though the monodomains may appear to be uniformly completed, in reality, a voltage is applied between the electrodes 102-102' to form the liquid crystal. Switching as an optical modulation element (?!
When studying the J-characteristics, non-uniformity in optical contrast and response speed may occur depending on the region. This phenomenon is thought to be caused by structural distortion in the temperature gradient set during orientation. To prevent cracking, increase the temperature of the 5-layer case after the alignment process is completed, and make the liquid crystal Sm
By causing a single carrier phase transition from the C* phase to the f1mA phase, and then gradually lowering the temperature of the case to the f1 and ElmO'' states, it is effective to eliminate the above-mentioned strain due to structural relaxation.

第5図には、配向工程中に於ける温度勾配形成時に液晶
セル100端部の温度が中央部に比較し低くなることを
防止するための別の発熱体の実施例を示す。発熱体10
5け、液晶セ/I/100の端部を加熱させる発熱体3
01 、502を用いることにより、前述の如き端部に
おける温度細工を補正することができる。この様に液晶
セル100の周囲に亘って発熱体105,301と30
2を設けることにより、 SmA相の均一なモノドメイ
ンが形成される。
FIG. 5 shows another example of a heating element for preventing the temperature at the ends of the liquid crystal cell 100 from becoming lower than that at the center during the formation of a temperature gradient during the alignment process. heating element 10
5. Heating element 3 that heats the edge of the liquid crystal display/I/100
By using 01 and 502, it is possible to correct the temperature modification at the end as described above. In this way, heating elements 105, 301 and 30 are placed around the liquid crystal cell 100.
2, a uniform monodomain of the SmA phase is formed.

第6図は、本発明に基づく別の実施例を示したものであ
り、基板101の裏側に発熱体105′を別途設けてい
る。発熱体105′は、液晶セル100全体を加熱する
ものであって、たとえば、液晶光学変調素子として実際
に使用した場合、何らかのトラブルで液晶の配向に乱れ
を生じた場合に、発熱体105と共用することにより、
所定の工程を踏んで再配向させるととが可能である。
FIG. 6 shows another embodiment based on the present invention, in which a heating element 105' is separately provided on the back side of the substrate 101. The heating element 105' heats the entire liquid crystal cell 100, and is used in common with the heating element 105, for example, when the alignment of the liquid crystal is disturbed due to some trouble when actually used as a liquid crystal optical modulation element. By doing so,
It is possible to carry out reorientation by performing a predetermined process.

すなわち、前述の如き方法で形成されたSmO”相を一
担発熱体105′を加熱して液晶セル100全体を8m
A相に相転移し、その後8mO”相まで徐冷させて再び
均一なモノドメインを形成することができる。この発熱
体105′は、基板101′の裏側にも設けることが勿
論可能である。
That is, the entire liquid crystal cell 100 is heated by heating the SmO'' phase formed in the above-described manner with the heating element 105', and the whole liquid crystal cell 100 is heated by 8 m
It undergoes a phase transition to the A phase, and then is slowly cooled down to the 8 mO'' phase to form a uniform monodomain again. Of course, this heating element 105' can also be provided on the back side of the substrate 101'.

第7図に示す液晶セル100は、前述の発熱体105の
かわ、a ニ基板101’の外側に1TO+Ni−0r
合金薄膜で形成した発熱体110を設けた具体例を表わ
している。この発熱体110の形状としては、前述の第
4図(D)あるいけ第5図に示す形状のものとすること
が好ましい。
The liquid crystal cell 100 shown in FIG.
A specific example is shown in which a heating element 110 made of an alloy thin film is provided. The shape of this heating element 110 is preferably the shape shown in FIG. 4(D) or FIG. 5 described above.

又、第8図に示す液晶セル100け、前述の発熱体10
5のかわシにノアさに勾配を設けた模型状の、TTOや
Ni−0r薄膵で形成した発熱体111を設けた具体例
を表わしている。
In addition, 100 liquid crystal cells shown in FIG.
5 shows a specific example in which a model-like heating element 111 made of TTO or Ni-0r thin pancreas is provided with a slope in the roughness.

この液晶セル100の長手方向(紙面に垂直方向)に一
定電圧を印加すると、核発生部材104の1111 Q
%面104′の近傍よシ、その垂直方向に向けて温度が
高くなるような温度勾配が形成される。
When a constant voltage is applied in the longitudinal direction of this liquid crystal cell 100 (perpendicular to the paper surface), 1111 Q of the nucleation member 104
A temperature gradient is formed in the vicinity of the % surface 104', such that the temperature increases in the vertical direction.

この際、発熱体111と電極102の間1cけポリイミ
ド等の有機P縁膜あるいは5in2等の無機絶縁膜11
2を設けておくことが望ましい。
At this time, between the heating element 111 and the electrode 102, a 1cm organic P film such as polyimide or an inorganic insulating film 11 such as 5in2
It is desirable to provide 2.

本発明の液晶素子を形成するにち走シ、液晶層の厚さを
所定の値に制御するために、スペーサを用いることがで
きる。第9図は、そのようなスペーサ構造を有する本発
明液晶素子の構成例が示されている。すなわち、第9図
に示す液晶素子は、透明導電パターンを有する電極10
2を有する基板101と、この基板101と対向させて
配置させた基板101′の間にスペーサ部材115が形
成され、これによシ基板101と101′の間に配置さ
れる液晶105の膜厚の均一性を安定なものとすること
φ式できる。スペーサ部材115け、電気絶縁性物質を
何れか一方の基板の上に所定の膜厚で塗布した後%フォ
トリングラフィ技術によって図示する如くの形状で形成
することによって得られる。
After forming the liquid crystal element of the present invention, a spacer can be used to control the thickness of the liquid crystal layer to a predetermined value. FIG. 9 shows an example of the structure of a liquid crystal element of the present invention having such a spacer structure. That is, the liquid crystal element shown in FIG. 9 has an electrode 10 having a transparent conductive pattern.
A spacer member 115 is formed between a substrate 101 having a substrate 101 and a substrate 101' placed opposite to this substrate 101, and this allows the film thickness of the liquid crystal 105 placed between the substrates 101 and 101' to be It is possible to make the uniformity of φ formula stable. The spacer member 115 is obtained by applying an electrically insulating material to a predetermined thickness on one of the substrates, and then forming the spacer member 115 into the shape shown in the figure using a photolithography technique.

第10図〜JX12図は、本発明の液晶素子の駆動例を
示している。
10 to JX12 show examples of driving the liquid crystal element of the present invention.

第10図は、中間に強誘電性液晶化合物が挾まれたマト
リクス電極構造を有するセル41の模式図である。42
は走査TFt極群であシ、45け信号電極群である。第
11図(、)と(b)#′i、それぞれ選択され念走存
電極42(Ilりに与えられる電@1信号とそれ以外の
走査電jM (M択されない走査「N、 +5. ) 
42 (n)に与えられる電気信号を示し、第6し1(
C)との)はそれぞれ選択された信号電極43(F3)
に与えられる電気信号と選択されない信号電極43(n
)に与えられる1へ気イハ号を表わす。第11図(a)
〜(d)においては、それぞれ横軸が時間を、絣暫Iが
電圧を岩わす。例えば、動画を表示するような場合には
、走査電極群42は遂次、周期的にyくイ択される。今
、双安定性を有する液晶セルの第1の安定状態を与える
ため閾値電圧をVthlとし、第2の安定状態を与える
ための閾値軍、圧な−v th2とすると、選択された
走イr箪極42(ロ)に与えられる風気(FV号は、、
@11し」(a)に示される如く、位相(時間) 1+
でHvを、位相(時間) t2では一■となるような交
番する市、圧である。又、それ以外の7t′−肴電極4
2(n)は、第11図(b)に示す如くアース状態とな
っており、電気信号Oである。一方、選択された信号%
を極43(s)に与えられる九り、信号は第11図(c
)に示される如くvであシ、又選択されない信号Mt 
4fh43(ロ)に与えられる電句信号は第11図(由
に示される如(−Vである。以上に於て、電圧Vけv<
 N’ th+ < 27と−V)−V th2 >−
27を泊足する所望の値に設定される。このような市:
気悄号が力えられたときの各画素に印加される′電圧波
形をパ(12図に示す。?A12図(a)〜(d)は、
それぞれ第10図中の画素A、B、(3およびDと対応
している。すなわち梢12H,y4よシ明らかな如く、
ア1択された矩査絆上にある画素Aでは、位相t2に於
て閾値v th、を越える電圧2vが印加される。又同
−走査約上に存在する画素Bでは位相t1で閾値−v 
th2を赫える電圧−2vが印加される。従って、選択
された走査電罹紳上に於て信号蹴極が選択されたか否か
に応じて、選択され念場合には液晶分子はMlの安定状
態に配向を揃え5選択されない場合には4T2の安定状
態に配向を揃える。いずれにしても各画素の前歴には、
関係することはない。
FIG. 10 is a schematic diagram of a cell 41 having a matrix electrode structure in which a ferroelectric liquid crystal compound is sandwiched between. 42
is a scanning TFt electrode group, and is a 45 signal electrode group. Figures 11 (,) and (b) #'i, the voltage @1 signal applied to the selected and scanned electrode 42 (Il), and the other scanning voltages jM (M unselected scan 'N, +5.)
42 (n) and shows the electrical signal given to the 6th and 1(n).
C) and ) are respectively selected signal electrodes 43 (F3)
The electric signal given to the signal electrode 43 (n
) represents the number given to 1. Figure 11(a)
In ~(d), the horizontal axis represents time, and Kasuri Shikari I represents voltage. For example, when displaying a moving image, the scanning electrode group 42 is sequentially and periodically selected. Now, if the threshold voltage is Vthl to give the first stable state of a liquid crystal cell with bistable property, and the threshold voltage is -vth2 to give the second stable state, then the selected running current r Wind air given to Kanogoku 42 (b) (FV is,
As shown in (a), the phase (time) 1+
In the phase (time) t2, Hv is the alternating pressure, which becomes one in the phase (time) t2. In addition, other 7t'-plate electrodes 4
2(n) is in a grounded state as shown in FIG. 11(b), and is an electrical signal O. Meanwhile, the selected signal %
is applied to the pole 43(s), the signal is as shown in Fig. 11(c).
) as shown in v, and the unselected signal Mt
The electric phrase signal given to 4fh43 (b) is -V as shown in FIG.
N' th+ < 27 and -V) -V th2 >-
27 is set to the desired value. City like this:
The voltage waveform applied to each pixel when the tremor signal is strengthened is shown in Figure 12.?A12 Figures (a) to (d) are
They respectively correspond to pixels A, B, (3 and D in FIG.
A voltage of 2v exceeding the threshold value vth is applied to the pixel A on the selected rectangular band at phase t2. In addition, for pixel B existing on the same scanning line, the threshold value -v is reached at phase t1.
A voltage of -2v that increases th2 is applied. Therefore, depending on whether the signal kick electrode is selected or not in the selected scanning voltage, if it is selected, the liquid crystal molecules align to the stable state of M1, 5, if not selected, 4T2 Align the orientation to a stable state. In any case, the antecedent history of each pixel is
It has nothing to do with it.

一方、画素CとDに示される如く、選択されない走査線
上で番よ、すべての画素C,!:Dに印加される屯田は
+V又は−Vであって、いずれもM値電圧を越えない。
On the other hand, as shown by pixels C and D, on the unselected scan line, all pixels C,! : The voltage applied to D is +V or -V, neither of which exceeds the M value voltage.

従って、各画1cとDにおける液晶分子は、配回状態を
変えることなく前回走査されたときの信号状態に対応し
た配向を、そのまま保持している。即ち、走査電極が私
択されたときにその一ライン分の信号の書き込みが行わ
れ、−フレームが終了して次回選択されるまでの間は、
その(8号状態を保持し得るわけである。従って、走査
電極数が増えても。
Therefore, the liquid crystal molecules in each of the images 1c and 1D maintain the orientation corresponding to the signal state when scanned last time without changing the arrangement state. That is, when a scanning electrode is selected, one line of signals is written, and until the next frame is selected,
This state (No. 8) can be maintained. Therefore, even if the number of scanning electrodes increases.

実例的なデユーティ比はかわらず、コントラストの低下
とクロストーク等は全く生じない。この際、電圧値Vの
値及び位相(t1+ t2 ) == Tの値としては
、用いられる液晶材料やセルの厚さにも依存するが、通
常3ボルト〜70ボルトで0.1μsec〜2 m s
ecの範囲が用いられる。従って、この場合では選択さ
れた走査電極に与えられる電気信号が第1の安定状態(
光信号に変換されたとき「明」状態であるとする)から
第2の安定状態(光信号に変換されたとき「暗」状態で
あるとする)へ、又その逆のいずれの変化をも起すこと
ができる。
The illustrative duty ratio remains the same, and there is no reduction in contrast, no crosstalk, etc. At this time, the value of the voltage value V and the value of the phase (t1+t2) == T depend on the liquid crystal material used and the thickness of the cell, but it is usually 0.1 μsec to 2 m at 3 volts to 70 volts. s
A range of ec is used. Therefore, in this case, the electrical signal applied to the selected scanning electrode is in the first stable state (
any change from a stable state (assumed to be a "bright" state when converted to an optical signal) to a second stable state (assumed to be a "dark" state when converted to an optical signal), and vice versa. I can wake up.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は1本発明で用いる液晶セルを表わ
す斜視図である。第3図(勾は、本発明で用いる液晶素
子の平面図で、第3図(B)はそのA −A’断面図で
ある。第4図(A)、第4図([3)および第4図(0
)は液晶の成長過程を模式的に表わす平面図である。第
4図(D)は、本発明で用いる液晶セルの別の態様を表
わす平面図である。第5図は、本発明で用いる液晶セル
の他の態様を表わす平面図である。第6図、第7図、第
8図および第9図は、本発明の液晶セルの好ましい態様
を表わす断面図である。第10図は、本発明で用いる光
学変調素子の電極構造を模式的に示す平面図である。第
11図(a)〜(d)は、本発明の光学変調素子を駆動
するための信号を示す説明図である。第12図(a)〜
(d)は、各画素に印加される電圧波形を示す説明図で
ある。 ioo・・・液晶セル 101.101’・・・基板 102.102’・・・電(i 103・・・液晶層 104・・・核発生部材 104′・・・、核発生部材の白側壁面105.105
’、5[11,302,110,111・・・発熱体1
06・・・接剌剤 107.107’、107’ ・ ・ ・ リ − ド
絆108.108’・・・偏光子 109・・・基板101の面 112 ・・・給縁膜 113・・・スペーサ部材 !4 図(C) ”@41:七](D)(bン (d) (b) (d)
1 and 2 are perspective views showing a liquid crystal cell used in the present invention. Figure 3 (the slope is a plan view of the liquid crystal element used in the present invention, and Figure 3 (B) is its A-A' cross-sectional view. Figure 4 (A), Figure 4 ([3) and Figure 4 (0
) is a plan view schematically showing the growth process of liquid crystal. FIG. 4(D) is a plan view showing another embodiment of the liquid crystal cell used in the present invention. FIG. 5 is a plan view showing another embodiment of the liquid crystal cell used in the present invention. 6, 7, 8, and 9 are cross-sectional views showing preferred embodiments of the liquid crystal cell of the present invention. FIG. 10 is a plan view schematically showing the electrode structure of the optical modulation element used in the present invention. FIGS. 11(a) to 11(d) are explanatory diagrams showing signals for driving the optical modulation element of the present invention. Figure 12(a)~
(d) is an explanatory diagram showing a voltage waveform applied to each pixel. ioo...Liquid crystal cell 101.101'...Substrate 102.102'...Electronic (i 103...Liquid crystal layer 104...Nucle generation member 104'..., White side wall surface of the nucleation member 105.105
', 5 [11, 302, 110, 111... heating element 1
06...Glue agent 107.107', 107'...Lead bond 108.108'...Polarizer 109...Surface 112 of substrate 101...Edge supply film 113...Spacer Element! 4 Figure (C) ”@41:7] (D) (bn (d) (b) (d)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (リ 一対の本板間で最初に一方向に配列した液晶の一
軸異吉相をシリンドリカル部材との界面付近に形成し、
前記−軸外吉相と該相よシ高温(1;1の別の相との間
で形成され九相界面付近の前記別の相を降温下で前記−
軸外吉相の液晶配列方向と乎行方向に配列した液晶の一
1h異方相に相転移させ、該相転移を前記相界面からそ
の垂直方向に向けて連続的に生じさせることにより、一
方向に配列した液晶のモノドメインを形成する仁とを特
徴とする液晶の配向制御法。 (2)前記相界面が直膨性を有している特許請求の範囲
第1項記載の液晶の配向制御法。 (5)前記相転移が、シリンドリカル部材との界面付近
よりその垂直方向の側を高温lてした温度勾配を有する
前記別の相を、かかる温度勾配下で降温することによっ
て生じる相転移である特許請求の範囲第1項記載の液晶
の配向制御法。 (4) 前記一方向に配列した液晶がスメクテイツク人
相である特許請求の範囲第1項記載の液晶の配向制御法
。 (5)前記スメクテイツク人相が降温されてスメクテイ
ツク0相又はH相に相転移を生じる特許請求の範囲第4
項記載の液晶の配向制御法。 (6)前記スメクテイツクC相又けR相がカイラルスメ
クテイツク0相又はH相である特許請求の範囲第5項記
載の液晶の配向制御法。 (7) 前記カイラルスメクテイツクC相又けH相が非
らせん構造となって配列している特許請求の範囲第6項
記載の液晶の配向制御法。 (8)前記−軸外吉相よシ高湛側の別の相がネマティッ
ク相、コレステリック相又は等吉相である特許請求の範
囲第1項記載の液晶の配向制御法。 (9)前記シリンドリカル部材および基板が液晶を水平
方向に配列させる効果を有する特許請求の範囲第1項記
載の液晶の配向制御法。 (10)前記シリンドリカル部材がグラスファイバーで
あるノ侍シ′「請求の範囲第iJ#I記載の液晶の配向
制御法。 (11)前記シリンドリカル部材が複数個で配置されて
いる特許請求の範囲第1項記載の液晶の配向制御法。 (12)一対の基板間にシリンドリカル部材を備えたセ
ル構造体とドにシリンドリカル部材から所定間隔をもっ
て配置した発熱体を有することを特許とする液晶の配向
制御素子。 (15)前記シリンドリカル部材がグラスファイバーで
ある特d′F請求の範囲第12項記載の液晶の配向制御
索子。 (14)前記プリントリカル部材が禅数個で配置されて
いる特許請求の範囲第12項記載の液晶の配向制御才子
。 (15)前記発熱体が抵抗発熱体である特許請求の範囲
第“12項記載の液晶の配向制御素子。 (16)前記発熱体が薄膜抵抗発熱体である特許請求の
範囲第12項記戦の液晶の配向制御素子。 (17)前記薄膜抵抗発熱体が帯状の形状を有する発熱
体である特許請求の範囲第16項記載の液晶の配向制御
素子。 (18)前記帯状の形状を有する薄膜抵抗発熱体がその
中央部付近よシその端部付近の発熱量を大きくした発熱
体である特許請求の範囲第17項記載の液晶の配向制御
素子。 (19)前記帯状の形状を有する薄膜抵抗発熱体がその
端部に較べ幅広の中央部を有する発熱体である特許請求
の範囲第17項記載の液晶の配向制御素子。 (20)前記薄膜抵抗発熱体が前記基板の周囲に形成さ
れた帯状の形状を有する発熱体である特許請求の範囲第
16項記載の液晶の配向制御素子。 (21)前記−軸貫吉相がスメクテイック相である特許
請求の範囲第12項記載の液晶の配向制御素子。 (22)前記スメクテイツク相がスメクテイツク人相で
ちる特許請求の範囲第21項記載の液晶の配向制御素子
。 (23)前記一対の基板の相対向する面に電極となる導
電性性If膜が設けられている特許請求の範囲第12.
LJi記載の液晶の配向制御素子。 (24)一対の基板間にシリンドリカル部利を・備えた
セル構造体と面状発熱体を有することを特6tとする1
夜品の配、向i′!IIIf111雰子。 (25)前記シリンドリカル部材がグラスファイバーで
、ちる特ij’F請求の範囲第24項記載の液晶の配向
1HIJ岬素子。 (26)前記シリンドリカル部材b材が複数個で配置さ
れている特d′「請求の範囲第24項記載の液晶の配向
制御素子。 (27)前記面状発熱体が抵抗発熱体である特許請求の
範囲i:4124項記載の液晶の配向制御素子。 (28)前記面状発熱体が薄膜抵抗発熱体である特4′
F請求の範囲51I24項記載の液晶の配向制御素子。 (29)前記薄膜抵抗発熱体が楔型状の発熱体である特
許請求の範囲第28項記載の液晶の配向制御素子。 (30)前記−軸貫吉相がスメクテイツク相である特許
請求の範囲第24項記載の液晶の配向制御索子。 (31)前記スメクテイツク相がスメクテイツク人相で
ある特許請求の範囲第30項記載の液晶の配向制御索子
。 (32)前記一対の基板の対向J()Inに菌1極とな
る導電性薄膜が設けられている特許請求の範囲第24項
記載の液晶の配向制御素子。 (35)一対の基板間に所定温度で一軸外吉相を示す化
合物とシリンドリカル部材を備えたセル構造体と前記所
定温度で一軸外吉相を示す化合物を一軸外吉相より高温
側の相に相転移させる手段、該高温側の相に前記シリン
ドリカル部材からその垂iK方向に向けて温度勾配を付
与する手段および#、m度勾配下で前記高温側の相を一
軸外吉相に相転移させる降温手段を有することをOfL
とする液晶の配向制御装置叉。 (54)前記一方向に配列した液晶がスメクテイツクA
相でちる特許請求の範囲I¥8153項記載の液晶の配
向制御装置。 (35)前記スメクテイツク人相が降温されてスメクテ
イツクO相又けH相に相転移を生じる特許請求の範囲第
34項記載の液晶の配向制御装置。 (36)前記スメクデイツクC相又j−まH相がカイラ
ルスメクテイツクa t[J又けH相である特許請求の
範囲第65項記載の液晶の配向制御装置。 (37)前記カイラルスメクテイツクC相又はH相が非
らせん構造となって配列している特許請求の範vJI第
36項記戦の液晶の配向制御装置。 (3B)前記−+mm異方上シ高温側の別の相がネマテ
ィック相、コレステリック相又は等吉相である特許請求
の範囲第33項記載の液晶の配向制御装置。
[Scope of Claims] (i) First, a uniaxial heterophoric phase of liquid crystal aligned in one direction is formed near the interface with the cylindrical member between a pair of main plates,
Formed between the -off-axis phase and another phase at a high temperature (1; 1), the another phase near the nine-phase interface is cooled down to
By causing a phase transition between the liquid crystal alignment direction of the off-axis auspicious phase and the 1h anisotropic phase of the liquid crystal aligned in the axial direction, and causing the phase transition to occur continuously from the phase interface to the perpendicular direction, unidirectional A method for controlling the alignment of liquid crystals, characterized by forming monodomains of liquid crystals arranged in the same direction. (2) The liquid crystal orientation control method according to claim 1, wherein the phase interface has direct swelling property. (5) A patent in which the phase transition is a phase transition that occurs by lowering the temperature of the other phase, which has a temperature gradient in which the vertical side is lowered to a higher temperature than near the interface with the cylindrical member, under such a temperature gradient. A method for controlling alignment of liquid crystals according to claim 1. (4) The method for controlling the alignment of liquid crystals according to claim 1, wherein the liquid crystals aligned in one direction have a smectic physiognomy. (5) Claim 4 in which the temperature of the smectic human phase is lowered and a phase transition occurs to the smectic 0 phase or H phase.
Liquid crystal orientation control method described in Section 1. (6) The liquid crystal orientation control method according to claim 5, wherein the smectic C phase and R phase are chiral smectic 0 phase or H phase. (7) The liquid crystal orientation control method according to claim 6, wherein the chiral smect C phase and H phase are arranged in a non-helical structure. (8) The liquid crystal alignment control method according to claim 1, wherein the other phase on the high side of the -axis off-axis auspicious phase is a nematic phase, a cholesteric phase, or an equimyotic phase. (9) The liquid crystal orientation control method according to claim 1, wherein the cylindrical member and the substrate have the effect of aligning the liquid crystal in a horizontal direction. (10) A method for controlling the alignment of a liquid crystal according to Claim No. iJ#I, wherein the cylindrical member is a glass fiber. Liquid crystal alignment control method according to item 1. (12) Liquid crystal alignment control patented in that it has a cell structure including a cylindrical member between a pair of substrates and a heating element disposed at a predetermined distance from the cylindrical member. (15) A liquid crystal orientation control rod according to claim 12, wherein the cylindrical member is made of glass fiber. (14) A patent claim in which the cylindrical member is arranged in several pieces. (15) The liquid crystal alignment control element according to claim 12, wherein the heating element is a resistance heating element. (16) The liquid crystal alignment control element according to claim 12, wherein the heating element is a thin film resistance heating element. (17) The liquid crystal alignment control element according to claim 16, wherein the thin film resistance heating element is a heating element having a band-like shape. (18) A liquid crystal alignment control element according to claim 17, wherein the thin film resistance heating element having a band-like shape is a heating element that generates a larger amount of heat near its center and near its ends. (19) A liquid crystal alignment control element according to claim 17, wherein the thin film resistance heating element having a band-like shape has a central portion that is wider than its end portions. (20) A liquid crystal alignment control element according to claim 16, wherein the thin film resistance heating element is a heating element having a band-like shape formed around the substrate. (21) A liquid crystal alignment control element according to claim 12, wherein the -axis-transverse auspicious phase is a smectic phase. (22) A liquid crystal alignment control element according to claim 21, wherein the smectic phase is a smectic human phase. (23) A conductive If film serving as an electrode is provided on opposing surfaces of the pair of substrates.
A liquid crystal alignment control element described in LJi. (24) 1 having a cell structure with a cylindrical section and a planar heating element between a pair of substrates;
I'm heading to the nightclub! IIIf111 atmosphere. (25) The liquid crystal orientation 1HIJ cape element according to claim 24, wherein the cylindrical member is made of glass fiber. (26) A liquid crystal alignment control element according to claim 24, wherein a plurality of the cylindrical members b are arranged. (27) A patent claim in which the planar heating element is a resistance heating element. range i: the liquid crystal alignment control element according to item 4124. (28) Feature 4', wherein the planar heating element is a thin film resistance heating element.
F Claim 51 The liquid crystal alignment control element according to claim 24. (29) A liquid crystal alignment control element according to claim 28, wherein the thin film resistance heating element is a wedge-shaped heating element. (30) The liquid crystal alignment control rod according to claim 24, wherein the -axial phase is a smectic phase. (31) The liquid crystal alignment control rod according to claim 30, wherein the smectic phase is a smectic human phase. (32) A liquid crystal alignment control element according to claim 24, wherein a conductive thin film serving as one pole of bacteria is provided on the opposing J()In of the pair of substrates. (35) A cell structure comprising a cylindrical member and a compound that exhibits a uniaxial outside phase at a predetermined temperature between a pair of substrates, and a phase transition of the compound that exhibits a uniaxial outside phase at the predetermined temperature to a phase on the higher temperature side than the uniaxial outside phase. means for imparting a temperature gradient to the high-temperature side phase from the cylindrical member in the direction perpendicular to the cylindrical member; and temperature-lowering means for causing a phase transition of the high-temperature side phase to a uniaxial outer phase under a gradient of #, m degrees. OfL
A liquid crystal alignment control device. (54) The liquid crystal arranged in one direction is smectic A.
A liquid crystal alignment control device according to claim I, which is a phase-based patent. (35) The liquid crystal alignment control device according to claim 34, wherein the temperature of the smectic human phase is lowered to cause a phase transition from the smectic O phase to the H phase. (36) The liquid crystal alignment control device according to claim 65, wherein the smectic C phase or the j-or H phase is a chiral smectic at[J-stratified H phase. (37) The liquid crystal alignment control device according to claim vJI, paragraph 36, wherein the chiral smectate C phase or H phase is arranged in a non-helical structure. (3B) The liquid crystal orientation control device according to claim 33, wherein the other phase on the high temperature side of the -+mm anisotropy is a nematic phase, a cholesteric phase, or an isotonic phase.
JP22627983A 1983-11-25 1983-11-30 Method for controlling orientation of liquid crystal and element to be used in said method Granted JPS60118823A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22627983A JPS60118823A (en) 1983-11-30 1983-11-30 Method for controlling orientation of liquid crystal and element to be used in said method
US06/671,916 US4781441A (en) 1983-11-25 1984-11-15 Method of controlling orientation of liquid crystal, device used therein and liquid crystal device produced thereby
FR848417885A FR2555789B1 (en) 1983-11-25 1984-11-23 METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE ORIENTATION OF A LIQUID CRYSTAL AND LIQUID CRYSTAL DEVICE
DE19843443011 DE3443011A1 (en) 1983-11-25 1984-11-26 METHOD FOR CONTROLLING THE ORIENTATION OF LIQUID CRYSTALS, DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD, AND THE LIQUID CRYSTAL DEVICE PRODUCED BY IT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22627983A JPS60118823A (en) 1983-11-30 1983-11-30 Method for controlling orientation of liquid crystal and element to be used in said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60118823A true JPS60118823A (en) 1985-06-26
JPS6345572B2 JPS6345572B2 (en) 1988-09-09

Family

ID=16842716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22627983A Granted JPS60118823A (en) 1983-11-25 1983-11-30 Method for controlling orientation of liquid crystal and element to be used in said method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60118823A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6170528A (en) * 1984-09-14 1986-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal cell
KR100294687B1 (en) * 1998-07-21 2002-05-01 구본준, 론 위라하디락사 LCD
US7259809B2 (en) 2000-12-23 2007-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Display with an electrically conducting layer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6170528A (en) * 1984-09-14 1986-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal cell
KR100294687B1 (en) * 1998-07-21 2002-05-01 구본준, 론 위라하디락사 LCD
US7259809B2 (en) 2000-12-23 2007-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Display with an electrically conducting layer

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6345572B2 (en) 1988-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4714323A (en) Ferroelectric liquid crystal device having chiral smectic and nematic liquid crystal composition
JPS6249604B2 (en)
JPS60156043A (en) Liquid crystal element
JPS60220316A (en) Liquid crystal optical element
JPS6249605B2 (en)
JPH0217007B2 (en)
JPH0236930B2 (en)
JPH0346808B2 (en)
JPS60172029A (en) Driving method of optical modulation element
JPS6125128A (en) Liquid crystal element
JPS60118823A (en) Method for controlling orientation of liquid crystal and element to be used in said method
JPS6345571B2 (en)
JPS6043632A (en) Optical modulating element
JPS60115915A (en) Control method of orientation of liquid crystal and element used for its method
JPH0578803B2 (en)
JPS60119525A (en) Method for controlling orientation of liquid crystal
JPH06100752B2 (en) Liquid crystal element
JPH06100749B2 (en) Liquid crystal element
JPS6031117A (en) Optical modulating element and its manufacture
JPS6070417A (en) Liquid crystal element
JPH053565B2 (en)
JPH06100750B2 (en) Liquid crystal element
JPH06100753B2 (en) Liquid crystal element
JPS6334454B2 (en)
JPS6334451B2 (en)