JPS60122919A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JPS60122919A
JPS60122919A JP23167283A JP23167283A JPS60122919A JP S60122919 A JPS60122919 A JP S60122919A JP 23167283 A JP23167283 A JP 23167283A JP 23167283 A JP23167283 A JP 23167283A JP S60122919 A JPS60122919 A JP S60122919A
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JP
Japan
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liquid crystal
side wall
wall surface
phase
crystal element
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Application number
JP23167283A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichiro Kanbe
純一郎 神辺
Kazuharu Katagiri
片桐 一春
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • 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
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    • 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

Abstract

PURPOSE:To improve a monodomain forming property of a bistable liquid crystal, and display sufficiently its characteristic by providing a side wall for orienting a molecular axis of a liquid crystal in the parallel direction, and a side wall for being orthogonal to said side wall and orienting the liquid crystal in the vertical direction, on a cell structure body containing a liquid crystal consisting of a uniaxial liquid crystal phase. CONSTITUTION:An electrode group consisting of transparent electrodes 102, 102' being orthogonal to each other is formed on substrates 101, 101' of a cell structure body 100 formed by sticking a pair of substrates 101, 101' by an adhesive agent 106 through a spacer. An SmC* or SmH* liquid crystal layer 103 having a bistability is enclosed in the cell structure body 100. A parallel orientation control member 104, a side wall 104' for orienting a liquid crystal in the horizontal plane direction, a vertical orientation control member 105 in the direction orthogonal to the side wall 104', and a side wall 105' for orienting the liquid crystal in the vertical direction are provided, and when the liquid crystal layer 103 is dropped as to its temperature from a high temperature phase, a monodomain of an SmC* or SmH* phase is formed, and its bistable characteristic is displayed sufficiently.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャッタ等で用いる
液晶素子に関し、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シ、表示ならびに駆動特性を改善し
た液晶素子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal element used in a liquid crystal display element, a liquid crystal light shutter, etc., and more specifically, the present invention relates to a liquid crystal element used in a liquid crystal display element, a liquid crystal light shutter, etc. It relates to liquid crystal elements.

従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
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, liquid crystal display elements display images or information by configuring 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選択印加し、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 selectively 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難
しいことである。従来の液晶の中で応答速度が比較的高
く、シ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は殆んどが、例えばM、8chad
tとVV、 He1frich著”Applied P
hysics Letters”Vo、I B 、 N
o、4(1971,2,15)、P、127−128の
”Voltage −Dependent 0ptic
al Acti’vity of a Twisted
Ne+natic Liquid Crystal” 
に示されたTN(twisted nematic )
型の液晶を用いたものであり、この型の液晶は、無電界
状態で正の誘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fc構造(ヘリカル構造)を形成し、
両Iムを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rlj 
’t%異方性をもっ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□てマトリクス電極構造によって表示素子を構成
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、液晶分子を一極面に垂直に配列させる
に要する閾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ICは電圧は印加
されず、したがって液晶分子は電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
より、選択点では光が透過せず、非選択点では光が透過
するため、画一素子とすることが可能となる。
That is, it is difficult to increase the pixel density or enlarge the screen. Among conventional liquid crystals, most of them are practically used as display elements because they have relatively high response speed and low power consumption, for example, M, 8 CHD.
t and VV, “Applied P” by He1frich
hysics Letters”Vo, I B, N
4 (1971, 2, 15), P, 127-128 “Voltage-Dependent 0ptic
al Activity of a Twisted
Ne+natic Liquid Crystal”
TN (twisted nematic) shown in
In this type of liquid crystal, molecules of nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy are twisted in the thickness direction of the liquid crystal layer to form an fc structure (helical structure) in the absence of an electric field.
A structure is formed in which the molecules of this liquid crystal are arranged in parallel on the polar planes of both Immu. On the other hand, when an electric field is applied, positive rlj
Nematic liquid crystals with 't% anisotropy are aligned in the direction of the electric field, and as a result optical modulation can occur. When a display element is constructed with a matrix electrode structure using this type of liquid crystal, the area where both the scanning electrode and the signal electrode are selected (selected point) has liquid crystal molecules aligned perpendicular to the single pole plane. A voltage equal to or higher than the required threshold is applied to the region where neither the scanning electrode nor the signal electrode is selected (no voltage is applied to the non-selected point IC, and therefore the liquid crystal molecules maintain a stable alignment parallel to the electrode surface. By placing linear polarizers in a cross Nicol relationship above and below a liquid crystal cell, light does not pass through selected points, but light passes through non-selected points, making it possible to create a single-picture element. Become.

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
は走査電極が選択されず、信号電!jj7.が選択され
る領域(所謂1半選択点“)にも有限に電界がかかって
しまう。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、液晶分子を電界に垂直に配列させ
るのに要する′1圧閾遁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
ってhる時間(duty比)がl/Nの割合で減少して
しまう。このために、クシ返し走査を行った場合の選択
点と非選択点妬かかる実効値としてのイ圧差は、走査線
数が増えれば増える程小さくなり、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難い欠点となって
いる。このような現象は、双安定性を有さない液晶(醒
極面に対し、液晶分子が水平に配向しているのが安定状
態であり、電界が有効に印加されている間のみ垂直に配
向する)を時間的蓄積効果を利用して駆動する(即ち、
繰り返し走査する)−ときに生ずる本質的には避は難い
問題点である。この点を改良するために、心土平均化法
、2周波駆動法や、多重マ) IIクス法等が既に提案
されているが、いずれの方法でも不充分であシ、表示素
子の大画面化や高密度化は、走査線数が充分に増やせな
いことによって頭打ちになっているのが現状である。
However, when a matrix electrode structure is configured, there are areas where scan electrodes are selected and signal electrodes are not selected, or where scan electrodes are not selected and signal electrodes are not selected. jj7. A finite electric field is also applied to the region where is selected (the so-called one half-selected point).The difference between the voltage applied to the selected point and the voltage applied to the half-selected point is sufficiently large, causing the liquid crystal molecules to be perpendicular to the electric field. If the '1 pressure threshold required for arraying is set to a voltage value in between, the display element will operate normally, but if the number of scanning lines (N) is increased, the entire screen will be During scanning (one frame), the time (duty ratio) during which an effective electric field is applied to one selected point decreases at a ratio of l/N.For this reason, when performing comb-over scanning The difference in effective pressure between the selected point and the non-selected point becomes smaller as the number of scanning lines increases, resulting in an unavoidable drop in image contrast and crosstalk. This phenomenon is caused by liquid crystals that do not have bistability (the stable state is when the liquid crystal molecules are aligned horizontally with respect to the polar plane, and they are aligned vertically only while an electric field is effectively applied). ) using the temporal accumulation effect (i.e.,
(repeated scanning) - an essentially unavoidable problem that sometimes arises. In order to improve this point, subsoil averaging method, dual frequency driving method, multiplexing method, etc. have already been proposed, but all of these methods are insufficient, and the large screen size of the display element is insufficient. At present, advances in technology and density have reached a plateau because the number of scanning lines cannot be increased sufficiently.

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11t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亀子
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があり騒音が発生し
、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。ところが、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210mmの長さの中
に画素信号を16 dot / mm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
杖ればならず、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リード
線を配線しなければならず、製作上困難であった。
On the other hand, looking at the field of printers, laser beams are used to provide electrical image signals in the form of light to Kameko photoreceptors, both in terms of pixel density of 11t and speed, as a means of obtaining hard copies by inputting electrical signals. Printer (LBP)
is currently the best. However, LBP has drawbacks such as: 1. The device used as a printer is large; 2. It has a high-speed driving part such as a polygon scanner, which generates noise, and requires strict mechanical precision. In order to overcome these drawbacks, a liquid crystal shutter array has been proposed as an element that converts electrical signals into optical signals. However, when providing pixel signals using a liquid crystal shutter array, for example, in order to write pixel signals at a rate of 16 dots/mm within a length of 210 mm, it is necessary to have more than 3000 signal generating units. Therefore, in order to provide independent signals to each, lead wires for sending signals had to be wired to all of the signal generating sections, which was difficult to manufacture.

そのため、1LINE(ライン)分の画素信号を数行に
分割された信号発生部により、時分割して与える試みが
なされている。この様にすれは、信号を与える成極を、
複数の信号発生部に対して共111iにすることができ
、実質配線を大幅に軽減することができるからである。
Therefore, an attempt has been made to time-divisionally provide one LINE's worth of pixel signals using a signal generating section divided into several lines. In this way, the polarization that gives the signal,
This is because a plurality of signal generating sections can all be connected to 111i, and the amount of actual wiring can be significantly reduced.

ところが。However.

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、慴号ONの時間
が実質的に]/Nとなり感光体上で得られる光姓が減少
してしまったり、クロストークの問題が生ずるという難
点がある。
In this case, if the number of lines (N) is increased by using a liquid crystal that does not have bistability, as is usually done, the time for the number ON becomes essentially ]/N, which can be obtained on the photoreceptor. There are drawbacks such as the reduction of Mitsu surnames and the problem of crosstalk.

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、C1arkお
よびLagerwallにより提案されている(特開昭
56−107216号公報、米国特許第4367924
号明細書等)。双安定性を有する液晶としては、一般に
、カイラルスメクテイツクC相(SmC’)又はH相(
8mH’)を有する強誘電性液晶が用いられる。この液
晶は電界に対して第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TN型
の液晶で用いられた光学変調素子とは異なり。
To improve the drawbacks of conventional liquid crystal devices, C1ark and Lagerwall proposed the use of bistable liquid crystal devices (Japanese Patent Laid-Open No. 107216/1983, U.S. Pat. No. 4,367,924).
number specification etc.). Bistable liquid crystals generally include chiral smectic C phase (SmC') or H phase (
8 mH') is used. This liquid crystal has a bistable state consisting of a first optically stable state and a second optically stable state with respect to an electric field, and is therefore different from the optical modulation element used in the above-mentioned TN type liquid crystal.

例えば一方のHt電界ベクトル対して第1の光学的安定
状態に液晶が配向し、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、加えられる電界に応答して、極めて速やかに上
記2つの安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加の
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り、上述した従来のTN型素
子の問題点の多くに対して、かなり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SmC’またはSmH相を有する強誘電
性液晶については、 8mCまたはSm)i 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17た領域(モノドメ
イン)が形成される必要がある。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調素子においては
、このようなモノドメイン構造を有する液晶の配向状態
が、必ずしも満足に形成されなかったために1充分な特
性が得られなかったのが実情である0 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、などか提案さ
れているoしかしながら。
For example, the liquid crystal is aligned in a first optically stable state with respect to one Ht electric field vector, and the liquid crystal is aligned in a second optically stable state with respect to the other electric field vector. Furthermore, this type of liquid crystal has the property of very quickly taking one of the above two stable states in response to an applied electric field, and maintaining that state when no electric field is applied. By utilizing such properties, many of the problems of the conventional TN type device described above can be significantly improved. 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, for a ferroelectric liquid crystal having an SmC' or SmH phase, there is a region in which the liquid crystal molecular layer having an 8mC or Sm)i phase is perpendicular to the substrate surface, and therefore the liquid crystal molecular axes are aligned 17 approximately parallel to the substrate surface. (monodomain) needs to be formed. However, in conventional optical modulation elements using liquid crystals with bistability, the alignment state of the liquid crystals having such a monodomain structure was not always formed satisfactorily, and therefore sufficient characteristics could not be obtained. However, in order to provide such an orientation state, methods of applying a magnetic field, methods of applying a shear force, etc. have been proposed.

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薄層セ
ルとは両立しがたいという難点があり、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。
None of these necessarily gave satisfactory results. For example, the method of applying a magnetic field requires large-scale equipment and is incompatible with thin-layer cells with good operating characteristics. This method has the disadvantage that it is incompatible with the method of injecting liquid crystal.

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缶の如きもので摺擦する(
ラビング)方法やSiO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,
For example, one way to form monodomains of liquid crystal molecules parallel to the substrate surface is to rub the substrate surface with something like a can (
A rubbing method, a method of diagonally depositing SiO, 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。と
の配向効果が付与された平面をもつ構造体は、例えば、
W、 He l f r ichとM、5chadt 
のカナダ特許1010136号公報等に示されている。
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. For example, a structure with a plane that has an orientation effect of
W, Hel f r ich and M, 5chadt
This is shown in Canadian Patent No. 1010136, etc.

このラビング法によシ配向効果を形成する方法のほかに
、・基板の上にSiOや8i0.を斜め蒸着して形成し
た平面をもつ構造体を用い、このSiO又は5io2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。
In addition to the method of forming an alignment effect by this rubbing method, there are also methods for forming an alignment effect such as SiO or 8i0. A structure having a plane formed by oblique vapor deposition is used, and this plane having uniaxial anisotropy of SiO or 5io2 has the effect of preferentially aligning liquid crystal molecules in one direction.

このように、液晶素子を作成する上で、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
より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、高速応答性やモノドメイン形成性
を阻害する欠点があるO 本発明の主要な目的は、上述した事情に鑑み。
In this way, alignment control methods such as rubbing and oblique evaporation are one of the preferred methods for producing liquid crystal elements, but these methods cannot be used to control alignment for liquid crystals that have bistability. When this is applied, a plane having a wall effect that preferentially orients the liquid crystal in only one direction is formed, which has the drawback of inhibiting bistability to electric fields, high-speed response, and monodomain formation. The main purpose of this is in view of the above-mentioned circumstances.

高速応丼性、高密度画素と大面積を有する表示素子、あ
るいは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素子において、従来問題であったモ
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111
1 Ml法を提供することにある。
Conventional problems have been solved in optical modulators using bistable liquid crystals, which have potential suitability for high-speed conversion, high-density pixel and large-area display elements, or optical shutters with high shutter speeds. Orientation of liquid crystal that can fully exhibit its characteristics by improving the monodomain formation property or initial orientation 111
1. To provide the Ml method.

本発明者らは、上述の目的で更に研究した結果、基板平
面をラビングする方法や基板平面の上に8i0やsro
、を斜め蒸着する方法などの配向制御法によるのズはな
く、高温側の相(例えば等方相、ネマティック相、コレ
ステリック相)から−軸性異方相(例えば、スメクテイ
ツク相塾ネマティック相)への降臨過程で相転移を生じ
させる際に、液晶の分子軸に対して平行又は略平行方向
に配向させる効果をもつ側壁面と垂直又は略垂直方向に
配向させる効果をもつ側壁面とで液晶の配列方向を制御
させることによりモノドメインが形成されることを見い
出した。
As a result of further research for the above-mentioned purpose, the present inventors discovered a method of rubbing the plane of the substrate, and a method of rubbing 8i0 and sro on the plane of the substrate.
There is no problem with orientation control methods such as oblique evaporation, and it is possible to change from a high-temperature phase (e.g. isotropic phase, nematic phase, cholesteric phase) to an axially anisotropic phase (e.g. smectic phase nematic phase). When a phase transition occurs in the descending process of the liquid crystal, the side wall surface has the effect of aligning the liquid crystal in a direction parallel or substantially parallel to the molecular axis of the liquid crystal, and the side wall surface has the effect of aligning the liquid crystal in a direction perpendicular or substantially perpendicular to the molecular axis of the liquid crystal. We discovered that monodomains can be formed by controlling the alignment direction.

本発明の液晶素子は、かかる知見に基づいてなしたもの
で、より詳しくは一対の基板間に一軸的異方性(例えば
、スメクテイツク相、ネマティック相)を形成している
液晶を 大したセル構造体を有する液晶素子において、
前記セル構造体が前記液晶の分子軸方向を優先して平行
又は略平行方向に配列させる効果をもつ第1の側壁面と
該第1の側壁面に対して垂直又は略垂直方向に延在する
纂2の側壁面を有し、該第2の側壁面が前記液晶の分子
軸方向を優先して垂直又は略垂直方向に配列させる効果
をもつ液晶素子に特徴を有している。
The liquid crystal device of the present invention was made based on this knowledge, and more specifically, the liquid crystal device has a large cell structure that has a liquid crystal that forms uniaxial anisotropy (for example, smectic phase, nematic phase) between a pair of substrates. In a liquid crystal element having a body,
The cell structure extends perpendicularly or substantially perpendicularly to a first side wall surface that has the effect of preferentially arranging the molecular axes of the liquid crystal in a parallel or substantially parallel direction. The liquid crystal element is characterized by having a side wall surface having a straight line, and the second side wall surface having an effect of preferentially arranging the molecular axis direction of the liquid crystal in a vertical or substantially vertical direction.

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to the drawings as necessary.

本発明で用いる液晶材料として、特に適したものは、双
安定性を有する液晶であって、強綽・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(
SmC) 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 those having bistability and strong electrical properties, specifically chiral smectate C phase (
A liquid crystal having a phase SmC) or an H phase (SmH') can be used.

強請成性液晶の詳細については、たとえばLlしJ 0
UI(N肚DE PHYSIQUg LBTTER8”
匹(L−69)1975、[Ferroelectri
c LiquidCrystala J ; ’App
lied Physics Letters ”36 
(11)1980 [8ub+n1cro 5econ
d Bi −5tablehlectrooptic 
Switching in Liquid Cryst
als J :1固体物理”■(141)1981r液
晶」等に記載されており、本発明ではこれらに開示され
た強誘電性液晶を用いることができる。
For details on compulsory liquid crystals, see for example Ll and J 0
UI(N肚DE PHYSIQUg LBTTER8”
(L-69) 1975, [Ferroelectri
c Liquid Crystal J; 'App
Lied Physics Letters ”36
(11) 1980 [8ub+n1cro 5econ
dBi-5tablehlectrooptic
Switching in Liquid Crystal
als J: 1 Solid State Physics "■ (141) 1981r Liquid Crystal", etc., and the ferroelectric liquid crystal disclosed in these can be used in the present invention.

強誘電性液晶化合物の具体例としては、デシロキシベン
ジリデン−V−アミノ−2−メチルフチル シンナメー
ト(DOBAMBC) 、ヘキシルオキシベンジリデン
−P′−アミノ−2−りo 。
Specific examples of ferroelectric liquid crystal compounds include desiloxybenzylidene-V-amino-2-methylphthyl cinnamate (DOBAMBC) and hexyloxybenzylidene-P'-amino-2-rio.

プロピルシンナメー) (HOBACPC)、4−〇−
(2−メチル)−フチルレゾルシリデンー4−オクチル
アニリン(MBH,A8 )が挙げられる。
Propyl Cinname) (HOBACPC), 4-〇-
(2-Methyl)-phthyl resol cylidene-4-octylaniline (MBH, 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SmC“相又はSmH“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 SmC phase or the SmH phase. be able to.

第1図は、強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描いたものである。11と、11’は、In
、0..8nO,あるいはI TO(Indium−’
l’in Qxide)等の薄膜からなる透明電極で被
覆された基板(ガラス板)であり、その間延液晶分子層
12がガラス面に垂直になるよう配向した8mC相又は
SmH相の液晶が封入されている。太線で示した線13
が液晶分子を表わしておシ、この液晶分子13はその分
子に直交した方向に双極子モーメント(P上)14を有
している。基板11とll′上の電極間に一定の閾値以
上の電圧を印加すると、液晶分子13のらせん構造がほ
どけ、双極子モーメント(P−L)14がすべて電界方
向に向くよう、液晶分子13は配向方向を変えることが
できる。液晶分子13は、゛細長い形状を有しており、
その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って
例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの偏光子を
置けば、電圧印加極性によって光学特性が変わる液晶光
学変調素子となることは、容易に理解される。
FIG. 1 schematically depicts an example of a cell for explaining the operation of a ferroelectric liquid crystal. 11 and 11' are In
,0. .. 8nO, or ITO (Indium-'
It is a substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as L'in Qxide), and 8mC phase or SmH phase liquid crystal is sealed in which the extended liquid crystal molecular layer 12 is oriented perpendicular to the glass surface. ing. Thick line 13
represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 13 has a dipole moment (on P) 14 in a direction perpendicular to the molecule. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrate 11 and ll', the helical structure of the liquid crystal molecules 13 is unraveled, and the liquid crystal molecules 13 are turned so that all the dipole moments (PL) 14 are directed in the direction of the electric field. The orientation direction can be changed. The liquid crystal molecules 13 have an elongated shape,
It exhibits refractive index anisotropy in the long axis and short axis directions, and therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface, a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of voltage application can be obtained. , easily understood.

本発明の光学変調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lOμ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図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11どけ、非らせん構造となり、その
双極子モーメン)PまたはP′は上向き(24)又は下
向き(24’)のどちらかや状態をとる。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′を慮圧印加手段21と21’により付与す
ると、双極子モーメントは、t 痒1;;又はE′の電
界ベクトルに対応して上向き24又はF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2
3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 optical modulation element of the present invention can have a sufficiently thin thickness (for example, 1Oμ or less). As the liquid crystal layer becomes thinner in this way, the helical structure of the liquid crystal molecules becomes 11 and becomes a non-helical structure even when no electric field is applied, as shown in Figure 2, and the dipole moment) P or P' becomes The state is either upward (24) or downward (24'). When an electric field E or E' of a different polarity above a certain threshold value is applied to such a cell by the pressure applying means 21 and 21' as shown in FIG. 2, the dipole moment becomes t 1; Corresponding to the electric field vector of E', the direction changes to upward 24 or F direction 24', and accordingly, the liquid crystal molecules enter the first stable state 2.
3 or the second stable state 23'.

このような強誘電性を光学変調素子として用いることの
利点は、先にも述べたが2つある。
As mentioned earlier, there are two advantages to using such ferroelectricity as an optical modulation element.

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図によって更に説明すると、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の安定状態23
′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り、それぞれの配向状態にやはり
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。
The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To further explain the second point, for example, with reference to FIG. 2, when an electric field E is applied, the liquid crystal molecules are oriented in a first stable state 23, and this state remains stable even when the electric field is turned off. Furthermore, when an opposite electric field E' is applied, the liquid crystal molecules enter a second stable state 23.
', and changes the orientation of the molecule, but it remains in this state even when the electric field is turned off. Further, 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.

この様な強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当た
って最も問題となるのは、先にも述べたように、SmC
相又は8mH’相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
、この点に解決を辱えることが本発明の主要な目的であ
る。
The biggest problem in forming devices using liquid crystals with such ferroelectricity is, as mentioned earlier, that SmC
It is difficult to form a highly monodomain cell in which a layer having a phase or 8mH' phase is aligned perpendicularly 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 solve this problem.

第3図(A) −(C)は、本発明の液晶素子の一実施
例を示している。第3図(A)は、本発明の液晶素子の
平面図で、第3図(B)はそのA−A’断面図で、第3
図(C)はそのB −B’断面図である0 第3図で示すセル構造体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101’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り
、さらに基板101の上には複数の透明電極102から
なるrl、極群(例えば、マ) IJクス電極構造のう
ちの走査重圧印加用電極群)が例えば帯状パターンなど
の所定パターンで形成されている。
FIGS. 3(A) to 3(C) show an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 3(A) is a plan view of the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 3(B) is a sectional view taken along the line AA'.
Figure (C) is a cross-sectional view taken along line B-B'. The cell structure 100 shown in FIG. It has a cell structure in which the pair of substrates are bonded with an adhesive 106, and furthermore, on the substrate 101, there are a plurality of transparent electrodes 102, a pole group (for example, a matrix), an IJ Of the electrode structures, the scanning pressure applying electrode group) is formed in a predetermined pattern such as a strip pattern.

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)が形
成されている。
On the substrate 101', an electrode group (for example, a signal voltage application electrode group in a matrix electrode structure) is formed, which is made up of a plurality of transparent electrodes 102' intersecting with the transparent electrode 102 described above.

この様な基板101とl0IK:は、例えば、−酸化硅
素、二酸化硅素、酸化アルミニウム。
Such a substrate 101 and 10IK: are, for example, silicon oxide, silicon dioxide, or aluminum oxide.

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i! 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、ポリエステルイミド、ポリパラキシレリ
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
樹脂などを用いて被膜形成した絶縁膜(図示せず)を設
けることができる。この絶縁膜は、液晶層103に微量
に含有される不純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 i! silicon carbide, boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylerin, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyamide, polystyrene,
An insulating film (not shown) made of cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, or the like can be provided. This insulating film also has the advantage of being able to prevent the generation of current caused by trace amounts of impurities contained in the liquid crystal layer 103, and therefore does not deteriorate the liquid crystal compound even if the operation is repeated. .

縞3図に示すセル構造体100の中の液晶層103は、
SmC又はSmHとすることができる。この8 m C
”又はSmH“を示す液晶層103は、スメクテイツク
相より高温側の別の相、例降縣過程でSmC又はSmH
に相転移されることによって形成されている。
The liquid crystal layer 103 in the cell structure 100 shown in FIG.
It can be SmC or SmH. This 8 m C
The liquid crystal layer 103 exhibiting "or SmH" is formed by another phase on the higher temperature side than the smectic phase, for example, SmC or SmH in the precipitation process.
It is formed by a phase transition.

本発明で屯蟹な点は、高温相から8tnA:に相転移さ
せる際、amAを示す液晶の分子軸配列が界面で接する
液晶の分子軸を側壁面104に対して平行又は略平行方
向に配向させる効果をもつ側壁面104’と側壁面10
5’に対して垂直又は略垂直方向に配向させる効果をも
つ側壁面105とによって制御されて、モノドメインの
SmAが形成される点にある。側壁面105は、側壁面
104’に対して垂直又は略垂直方向に延在させてセル
構造体内に配置覆されている。
The unique point of the present invention is that when the phase transition is made from a high temperature phase to 8tnA, the molecular axes of the liquid crystal exhibiting amA are aligned in a direction parallel or approximately parallel to the side wall surface 104. The side wall surface 104' and the side wall surface 10 having the effect of
The point is that a monodomain SmA is formed under the control of the side wall surface 105 which has the effect of orienting the SmA in a direction perpendicular or substantially perpendicular to the SmA. The side wall surface 105 is disposed within the cell structure and extends perpendicularly or substantially perpendicularly to the side wall surface 104'.

側壁面104は、例えばポリエステルフィルムやポリイ
ミドフィルム等のフィルムを金属刃やダイヤモンド刃に
よって帯状に切断した時のvJ擦効果が付辱された平行
配向制御部材104の切断面、グラスファイバーを平行
配向制御部材104とした時の白側壁面を用いることが
できる。
The side wall surface 104 is a cut surface of the parallel alignment control member 104 that has the VJ friction effect when a film such as a polyester film or a polyimide film is cut into strips with a metal blade or a diamond blade, and a parallel alignment control member for glass fibers. The white side wall surface when used as the member 104 can be used.

又、帯状に被膜形成したポリイミド、ポリエステルやS
iOあるいI/′1SIO7などの平行配向制御部材1
04をラビングするととKよって、界面で接する液晶の
分子軸方向を平行又は略平行方向に配列させる効果をも
つ側壁面104′が形成される。この様なラビング処理
された側壁面104は、I++lえば下記の方法で得ら
れる。すなわち、I T O(Indium −Tin
 −0xide)によって、帯状にパターン電極が形成
されたガラス基板上に硬度のよシ高い被膜、例えばSi
C:H膜を形成し、仄にこのSiC:H膜上に例えはポ
リイミド前躯体溶液を塗布した後、露光及び現像プロセ
スを通してエツチングマスクを形成シ、次いでポリイミ
ド前駆体塗膜のエツチングを行なってから、加熱によシ
平行配向制御部材104となる帯状ポリイミド被膜を所
定の位置に形成してからエツチングマスクを除去する。
In addition, polyimide, polyester, and S
Parallel orientation control member 1 such as iO or I/′1SIO7
When 04 is rubbed, a side wall surface 104' is formed, which has the effect of arranging the molecular axes of the liquid crystals in contact with each other at the interface in parallel or substantially parallel directions. Such a rubbed side wall surface 104 can be obtained by the following method. That is, ITO(Indium-Tin
-0xide), a highly hard coating, such as Si
After forming a C:H film and coating a polyimide precursor solution on the SiC:H film, an etching mask is formed through an exposure and development process, and then the polyimide precursor coating is etched. Then, a strip-shaped polyimide film that will become the parallel alignment control member 104 is formed at a predetermined position by heating, and then the etching mask is removed.

しかる後に帯状方向°と同一方向に基板上をラビングす
る。基板面は硬度がより高くラビングによる配向制御効
果を有しておらず、帯状ポリイミド被膜の側壁面104
′のみがラビングによる平行配向制御効果をもつことに
なるO その他に、高配向性繊維を形成する高分、子液晶を平行
配向制御部材104として用い、そのfill li面
104′が界面で接する液晶の分子軸方向を平行又は略
平行方向に配列させることができる。
Thereafter, the substrate is rubbed in the same direction as the strip direction. The substrate surface has higher hardness and does not have the orientation control effect by rubbing, and the side wall surface 104 of the strip-shaped polyimide coating
′ has a parallel alignment control effect by rubbing.O In addition, a polymer forming highly oriented fibers and a child liquid crystal are used as the parallel alignment control member 104, and the fill li surface 104′ is in contact with the liquid crystal at the interface. The molecular axes of the molecules can be arranged in parallel or substantially parallel directions.

この様な高配向性繊維を形成するために用いる高分子液
晶としては、例えば、ポリ(p−フェニレンテレ7タル
アミド)の硫酸溶液またはポリ(p−ベンズアミド)の
ジメチルアセトアミド溶液の液晶状態から紡糸した繊維
が代表的な繊維としてあげられる。その他には、ポリ(
アミド−ヒドラジド)およびポリヒドラジドの硫酸や7
0ロ硫酸あるいはこれらの混合溶剤によル液晶溶液、ポ
リ(p−フェニレンベンゾビスオキサゾール)およびポ
リ(p−フェニレンベンゾビスチアゾール)のポリリン
酸やメチルスルフォン酸などによる液晶溶液、パラ−ヒ
ドロオキシ安息香酸、1.2−ビス(パラ−カルボキシ
7エ/オキシ)エタン、テレフタル酸および置換または
未置換のヒドロキノンから生成するポリエステルの液晶
性溶融液、パラ−ヒドロオキシ安息香酸、1.2−ビス
(パラ−カルボオキシフェノキシ)エタン、テレフタル
酸およびビスフェノールAあるいはビスフェノールAジ
アセテートから生成するポリエステルの液晶性溶融液お
よび下記一般式(1)または(2)で表わされるポリエ
ステルの液晶性溶融液などから紡糸することによって得
られる繊維があげられる。
The polymer liquid crystal used to form such highly oriented fibers is, for example, a liquid crystal spun from a sulfuric acid solution of poly(p-phenylene tele-7 talamide) or a dimethylacetamide solution of poly(p-benzamide). Fiber is a typical fiber. Others include poly (
amide-hydrazide) and polyhydrazide sulfuric acid and 7
liquid crystal solution using sulfuric acid or a mixed solvent thereof, liquid crystal solution using polyphosphoric acid or methylsulfonic acid of poly(p-phenylenebenzobisoxazole) and poly(p-phenylenebenzobisthiazole), para-hydroxybenzoic acid , 1,2-bis(para-carboxy7eth/oxy)ethane, liquid crystalline melt of polyester formed from terephthalic acid and substituted or unsubstituted hydroquinone, para-hydroxybenzoic acid, 1,2-bis(para- Spinning from a liquid crystalline melt of a polyester produced from carboxyphenoxy)ethane, terephthalic acid, and bisphenol A or bisphenol A diacetate, a liquid crystalline melt of a polyester represented by the following general formula (1) or (2), etc. Examples include fibers obtained by

一般式(1) 一般式(2) (式中 n = 2〜11の整数である)この様な繊維
を平行配向制御部材104に用いることにより、繊維の
高配向性側壁面104′と接する液晶は、該側壁面10
4′と平行又は略平行方向に配向することができる。
General formula (1) General formula (2) (in the formula, n = an integer of 2 to 11) By using such fibers in the parallel alignment control member 104, the liquid crystal in contact with the highly oriented side wall surface 104' of the fibers is the side wall surface 10
It can be oriented in a direction parallel or substantially parallel to 4'.

界面で接する液晶□の分子軸を垂直又は略垂直方向に配
列させる効果をもつ側壁面105′は、例えばフッ素系
樹脂を帯状形状に被膜形成することによって得られる。
The side wall surface 105', which has the effect of arranging the molecular axes of the liquid crystal □ that are in contact with each other at the interface in a vertical or substantially vertical direction, can be obtained by, for example, forming a film of a fluororesin in a band shape.

この際に好ましく用いられるフッ素系樹脂としては、有
機溶剤に可溶性を有するものが適している。具体的なフ
ッ素系樹脂としては、例えばモノマーとしてフルオロオ
レフィン、シクロヘキシルビニルエーテル、アルキルビ
ニルエーテルとヒドロキシアルキルビニルエーテルを用
いた共重合体(フルオロオレフィンとして例えばクロロ
トリフルオロエチレン、テトラ7/I/オロエチレンを
用いたもの、アルキルビニルエーテルとして炭素数2〜
8の直鎖状又は分岐状のアルキル基を有するものを用い
たもの、ヒドロキシアルキルビニルエーテルとして例え
ばヒドロキシブチルビニルエーテルを用いたものが適し
ている)、モノマーとしてフルオロオレフィンとカルボ
ン酸エステル基を有するフルオロオレフィンを用いた共
重合体(フルオロオレフィンとして、クロロトリフルオ
ロエチレン、テトラフルオロエチレンを用いタモの、カ
ルボン酸エステル基を有するフルオロオレフィンとして
(:pt= CFO(CFt )a C0OCHs、”
l 26 −COOCH3などを用いたもの)などを用いることが
できる。なかでも、架橋剤(例えば、ブチル化メラミン
、メチル化メラミン、インシアネート、グリオキザール
などの活性基を2つ以上有する化合物が適している)の
存在下で硬化被膜形成可能なフルオロオレフィン、シク
ロヘキシルビニルエーテル、アルキルビニルエーテルと
ヒドロキシアルキルビニルエーテルをモノマー成分とし
た共重合体が好ましいフッ素系樹脂の1つである。
The fluororesin preferably used in this case is one that is soluble in organic solvents. Specific fluororesins include, for example, copolymers using fluoroolefin, cyclohexyl vinyl ether, alkyl vinyl ether, and hydroxyalkyl vinyl ether as monomers (for example, those using chlorotrifluoroethylene, tetra7/I/oethylene as the fluoroolefin) , carbon number 2~ as alkyl vinyl ether
Fluoroolefins containing fluoroolefins and carboxylic acid ester groups as monomers (for example, hydroxybutyl vinyl ethers are suitable). A copolymer using chlorotrifluoroethylene or tetrafluoroethylene as a fluoroolefin (as a fluoroolefin having a carboxylic acid ester group) (:pt=CFO(CFt)a C0OCHs,
l 26 -COOCH3, etc.) can be used. Among them, fluoroolefins, cyclohexyl vinyl ethers, which can form a cured film in the presence of a crosslinking agent (for example, compounds having two or more active groups such as butylated melamine, methylated melamine, incyanate, and glyoxal are suitable) A copolymer containing alkyl vinyl ether and hydroxyalkyl vinyl ether as monomer components is one of the preferred fluororesins.

又、前述のフッ素系樹脂には他のモノマー例えばグリシ
ジルビニルエーテル、エチレン、プロピレン、イソブチ
レン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチルビニルエー
テル、イソブチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエ
ーテルなどを付加することができる。
Further, other monomers such as glycidyl vinyl ether, ethylene, propylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, etc. can be added to the above-mentioned fluororesin.

本発明で用いるフッ素系樹脂は、フルオロオレフィンを
一般に40〜60モル%の割合で含有でき、他のモノマ
ー成分に2いては40〜60モル%の割合で含有するこ
とができる。
The fluororesin used in the present invention can generally contain fluoroolefin in a proportion of 40 to 60 mol%, and can contain 2 to 40 to 60 mol% of other monomer components.

この被膜形成可能なフッ素系共重合体樹脂は、ジコハク
酸パーオキシド、ジグルタール酸パーオキシド、モノコ
ハク酸パーオキシド、アゾビスイソブチルアミジン2塩
基m、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチ
ルパーオキシアセテートなどの重合開始剤の存在下で前
述の七ツマー成分を共重合反応させて得ることができる
。この重合に際して用いる反応溶剤には、t−ブタノー
ル、エステル類、フッ素系炭化水素類などを挙げること
ができる。又、このフッ素系樹脂は、キシレン、トルエ
ンなどの芳香族炭化水素類、n−ブタノールなどのアル
コール類、酢酸ブチルなどのエステル類、メチルイソブ
チルケトンなどのケトン類、エチルセロソルブなどのグ
リコールエーテル類などの有機溶剤に溶解させることが
できる。
This film-forming fluorine-based copolymer resin includes disuccinic acid peroxide, diglutaric acid peroxide, monosuccinic acid peroxide, azobisisobutyramidine dibasic m, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxyacetate, etc. It can be obtained by copolymerizing the above-mentioned heptamer components in the presence of a polymerization initiator. Examples of the reaction solvent used in this polymerization include t-butanol, esters, and fluorine-based hydrocarbons. In addition, this fluororesin includes aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene, alcohols such as n-butanol, esters such as butyl acetate, ketones such as methyl isobutyl ketone, glycol ethers such as ethyl cellosolve, etc. can be dissolved in organic solvents.

この種の被膜形成可能なフッ素系樹脂の市販品として 
ルミ70ン′″(旭硝子■製)を用いることができる。
As a commercially available fluororesin that can form this type of film,
Lumi 70''' (manufactured by Asahi Glass) can be used.

従って、側壁面105′を形成するに当っては、まず前
述の如きフッ素系樹脂を有機溶剤に溶解させて得た塗布
液をスピンナー塗布法などにより基板の上に塗布し、予
備加熱した後、この塗膜の上にフォトレジスト材を塗布
し、こレニ所定の露光を与えた後に、現像してエツチン
グマスクを形成し、次いで有機溶剤によってフッ素系樹
脂塗膜をエツチングした後にエツチングマスクを除去し
てから、加熱することによって帯状に形成した塗膜を加
熱させて配向制御部材105を形成することができる。
Therefore, in forming the side wall surface 105', first, a coating solution obtained by dissolving a fluororesin as described above in an organic solvent is applied onto the substrate by a spinner coating method, and after preheating, A photoresist material is applied onto this coating film, and after a predetermined exposure is applied to the photoresist material, it is developed to form an etching mask.Then, the fluororesin coating film is etched with an organic solvent, and then the etching mask is removed. After that, the orientation control member 105 can be formed by heating the coating film formed in a band shape.

その他に、フッ素系樹脂溶液をスクリーン印刷法によっ
て所定の位置に塗布することによっても側壁面105′
をもつ垂直配向制御部材105を得ることができる。
In addition, it is also possible to coat the side wall surface 105' by applying a fluororesin solution to a predetermined position using a screen printing method.
A vertical alignment control member 105 can be obtained.

又、前述の如き配向制御部材104及び105と同様の
ものを例えば第4図四及び(ロ)に示す様にシール部材
として機能させた配向制御部材201(104と同一材
料)及び202 (105と同一材料)を用いることが
でき、さらにスペーサ部材として機能させた配向制御部
材203 (104と同一材料)及び204 (105
と同一材料)を用いることができる。すなわち、第4図
四における配向制御部材201と203の側壁面は、第
3図に示す側壁面104′と同一の配向制御効果を有し
ており、又第4図(ハ)における配向制御部材202と
204の側壁面については第3図に示す側壁面105′
と同一の配向制御効果を有している。
In addition, orientation control members 201 (same material as 104) and 202 (same material as 104) and 202 (same material as 104) and 202 (same material as 104) are made of the same materials as the orientation control members 104 and 105 as described above, for example, as shown in FIGS. The alignment control members 203 (same material as 104) and 204 (same material as 105) can be used and further functioned as spacer members.
(same material) can be used. That is, the side wall surfaces of the orientation control members 201 and 203 in FIG. 4(4) have the same orientation control effect as the side wall surface 104' shown in FIG. Regarding the side wall surfaces 202 and 204, the side wall surface 105' shown in FIG.
It has the same orientation control effect as .

この様なセル構造体100は、基板101と1or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
偏光子107と108がそれぞれ配置されて、電極10
2と102′の間に電圧を印加した時に光学変調を生じ
ることになる。
In such a cell structure 100, polarizers 107 and 108 in a crossed nicol state or a parallel nicol state are arranged on both sides of the substrate 101 and 1or, respectively, and the electrode 10
When a voltage is applied between 2 and 102', optical modulation will occur.

次に、本発明の液晶素子の作成法について所定温度で強
誘電性を示す液晶材料DOBAMBCを例にとって、液
晶層103の配向制御法について第5図を用いて具体的
に説明する。
Next, regarding the method for manufacturing the liquid crystal element of the present invention, a method for controlling the orientation of the liquid crystal layer 103 will be specifically explained using FIG. 5, taking as an example the liquid crystal material DOBAMBC which exhibits ferroelectricity at a predetermined temperature.

第5図^は本発明の液晶素子を作成するに当って、その
方法を模式的に表わす斜視図で、第5図■はそのc −
c’断面図で、第5図0はD−D’断面図である。尚、
図中の符号のうち、第3図と同一のものは同一部材を表
わしている。
Figure 5^ is a perspective view schematically showing the method for producing the liquid crystal element of the present invention, and Figure 5■ is the c-
c' sectional view, and FIG. 50 is a DD' sectional view. still,
Among the symbols in the drawings, the same ones as in FIG. 3 represent the same members.

*f、DOBAMBCが封入されているセル構造体10
0は、セル100全体が均一に加熱される様な加熱ケー
ス(図示せず)にセットされる。次に、セル100の平
均的温度が例えば70゛o〜90℃となる様に加熱ケー
スの温度をコントロールし、SmA相又は8mC*相の
液晶層103を形成する。
*f, cell structure 10 in which DOBAMBC is encapsulated
0 is set in a heating case (not shown) such that the entire cell 100 is heated uniformly. Next, the temperature of the heating case is controlled so that the average temperature of the cell 100 is, for example, 70° to 90° C., and a liquid crystal layer 103 of SmA phase or 8mC* phase is formed.

この時の液晶M 103は、下達め配向制御方式を施す
以前の状態で、SmA又はSmC*のモノドメインが形
成されていない。
The liquid crystal M 103 at this time is in a state before the lower alignment control method is applied, and no monodomain of SmA or SmC* is formed.

ここで、加熱手段として発熱体301を矢標302の方
向に移動させる。この際、発熱体301によって、Sm
A→等方相への相転移温度(約118℃)以上までに昇
温した領域の液晶層103は等吉相状態となるが、ひき
続き発熱体301が矢標302の方向に移動するので、
この領域は等吉相状態から直ちに降温過程を起こし、従
って再び等力積→SmAへの相転移温度(約116℃)
以下までに降温した時点で、一方向に配向したSmAの
モノドメインが形成される。
Here, a heating element 301 serving as a heating means is moved in the direction of an arrow mark 302. At this time, the heating element 301 causes Sm
The liquid crystal layer 103 in the region where the temperature has risen above the A→isotropic phase transition temperature (approximately 118° C.) enters the isobic phase state, but as the heating element 301 continues to move in the direction of the arrow 302,
This region immediately undergoes a cooling process from the isokyoshi phase state, and therefore the phase transition temperature (approximately 116°C) from isovolume to SmA is reached again.
When the temperature is lowered to below, monodomains of SmA oriented in one direction are formed.

この際、本発明においては平行配向制御部材104が備
えられているので、発熱体301による加熱によって、
まず最初に平行配向制御部材104の側壁面104′の
近傍における温度がSmA −) 等力積への相転移温
度以上の温度となった後、発熱体301の矢棚方向への
移動により、降温過程を惹き起し、等力積→8mAへの
相転移温度以下で、側壁面104′に対して平行又は略
平行方向に配列したSmAが側壁面104′の界面で形
成される。この時、SmAの配向けさらに垂直配向制御
部材105の側壁面105′によっても制御されて、一
方向に配列した液晶分子のSmAが形成される。さらに
、発熱体301の移動により連続的に生起する等力積→
8mAへの相転移で生じるSmAが前述の平行配向制御
部材104の側壁面104′の近傍で生じた液晶の配列
と平行な配列を生ずる様な強制力と側壁面105’4−
よる強制力(垂直配向制御部材105に対して垂直な配
列を生ずる強制力)を受番す1、この結果全体の配列が
側壁面10イの長手方向に平行状態となったモノドメイ
ンが形成される。
At this time, since the parallel alignment control member 104 is provided in the present invention, heating by the heating element 301 causes
First, the temperature in the vicinity of the side wall surface 104' of the parallel alignment control member 104 reaches a temperature equal to or higher than the phase transition temperature to an equal force area (SmA -), and then the temperature decreases by moving the heating element 301 in the direction of the arrow shelf. SmAs arranged parallel or substantially parallel to the side wall surface 104' are formed at the interface of the side wall surface 104' at a temperature below the phase transition temperature of equal force to 8 mA. At this time, the orientation of SmA is further controlled by the side wall surface 105' of the vertical alignment control member 105, and SmA of liquid crystal molecules aligned in one direction is formed. Furthermore, the equal force area that continuously occurs due to the movement of the heating element 301 →
Forcing force and side wall surface 105'4- such that SmA generated by the phase transition to 8 mA is aligned parallel to the liquid crystal alignment generated near the side wall surface 104' of the parallel alignment control member 104.
As a result, a monodomain is formed in which the entire arrangement is parallel to the longitudinal direction of the side wall surface 10. Ru.

しかる後に、このSmAより降温過程でS m 11 
”又はSmHに相転移することによって、例えばセル厚
を2111程度メすると非らせん構造をもつモノドメイ
ンのSmC又4iSmHが得られる。
After that, in the process of cooling down from this SmA, S m 11
``Or, by phase transition to SmH, for example, if the cell thickness is reduced to about 2111 mm, monodomain SmC or 4iSmH with a non-helical structure can be obtained.

加熱手段として用いる発熱体301は% SmA又は8
mC*あるいはS m H”が昇温過程で8 m A又
は8mC*より高温側の等力積、ネマティック相あるい
はコレステリック相への相転移を生起するに十分な温度
でセル構造体100を加熱し、この発熱体301の矢標
302の方向への移動で降温過程でのSmA又は8jm
C*への相転移が十分に生起する移動速度で移動される
The heating element 301 used as a heating means has % SmA or 8
The cell structure 100 is heated to a temperature sufficient to cause mC* or S m H" to undergo a phase transition to an isovolume on the higher temperature side than 8 mA or 8 mC*, a nematic phase, or a cholesteric phase in the temperature raising process. , by moving the heating element 301 in the direction of the arrow 302, SmA or 8jm during the temperature cooling process.
It is moved at a speed sufficient to cause a phase transition to C*.

この様な方法に用いる発熱体301としては例えばワイ
ヤー状、ロール状、棒状あるいは板状(帯状)形状のニ
ッケルークロム合金、ITO。
The heating element 301 used in such a method is, for example, a wire-shaped, roll-shaped, rod-shaped, or plate-shaped (band-shaped) nickel-chromium alloy or ITO.

酸化錫や酸化インジウムなどの抵抗発熱体を用いること
ができる。これらの発熱体がワイヤー状、ロール状又は
棒状の形状となっている場合では1.その直径は0.1
111〜5寵程度、好ましくはQ、 5. myx〜2
 Illが適しており、又板状あるいは帯状の形状とな
っている場合ではその幅は0.1&II〜5 wit程
度、好ましくは0.5u〜21I31+が適している。
A resistive heating element such as tin oxide or indium oxide can be used. If these heating elements are wire-shaped, roll-shaped, or rod-shaped, 1. Its diameter is 0.1
Approximately 111 to 5 degrees, preferably Q, 5. myx~2
Ill is suitable, and in the case of a plate-like or band-like shape, the width is about 0.1&II to 5wit, preferably 0.5u to 21I31+.

又、その移動速度は1 m/h −’−51fll/h
が適している。
Also, its moving speed is 1 m/h -'-51 flll/h
is suitable.

第6図は、中間に強誇電性液晶化合物が挟まれたマトリ
クス電極構造を有するセル41の模式図である。42は
走査電極群であり、43は信号電極群である。第7図(
a)と(b)は、それぞれ選択された走査電極42(s
)に与えられる電気信号とそれ以外の走査電極(選択さ
れない走査電極) 42 (n)に与えられる電気信号
を示し、第6図(C)と(d)はそれぞれ選択された信
号電極43 (s)に与えられる電気信号と選択されな
い信号電極43 (n)に与えられ不電気信号を表わす
。第7図(a)〜(d) tニーおいては、それぞれ横
軸が時間を、縦軸が電圧を表わす。例えば、動画を表示
するような場合には、走査電極群42は逐次、周期的に
選択される。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v thlとし、第2の
安定状態を与えるための閾値電圧を−Vth、とすると
、選択された走査電極42(s)に与えられる電気信号
は、第7図(a)に示される如く、位相(時間)1+で
はVを、位相(時間)t、では−■となるような交番す
る電圧である。又、それ以外の走査i!極42(n)は
、第7図(b)に示す如くアース状態となっており、電
気信号0である。一方、選択された信号電極43(s)
に与えられる電気信号は第7図(C)に示される如くV
であり、又選択されない信号電極43 (n)に与えら
れる電気信号は第7図(d)に示される如<−Vである
FIG. 6 is a schematic diagram of a cell 41 having a matrix electrode structure in which a strongly hyperactive liquid crystal compound is sandwiched in the middle. 42 is a scanning electrode group, and 43 is a signal electrode group. Figure 7 (
a) and (b) are respectively selected scanning electrodes 42 (s
) and the other scanning electrodes (unselected scanning electrodes) 42 (n), and FIGS. 6(C) and (d) respectively show the electrical signals applied to the selected signal electrodes 43 (s ) and non-electrical signals applied to unselected signal electrodes 43 (n). In FIGS. 7(a) to (d), the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage. For example, when displaying a moving image, the scanning electrode groups 42 are sequentially and periodically selected. Now, let us assume that the threshold voltage for providing the first stable state of the liquid crystal cell having bistability is v thl, and the threshold voltage for providing the second stable state is -Vth. As shown in FIG. 7(a), the electrical signal applied to s) is an alternating voltage such that it is V at phase (time) 1+ and -■ at phase (time) t. Also, other scans i! The pole 42(n) is in a grounded state as shown in FIG. 7(b), and has an electrical signal of 0. On the other hand, the selected signal electrode 43(s)
The electrical signal given to V is as shown in Figure 7(C).
, and the electric signal applied to the unselected signal electrode 43 (n) is <-V as shown in FIG. 7(d).

以上に於て、電圧Vは V<Vthl< 2 V ト−V〉−Vth、> −2
Vを満足する所望の値に設定される。このような電気信
号が与えられたときの各画素に印加される電圧波形を第
8図に示す。第8図(a)〜(d)は、それぞれ第6図
中の画素ASBSCおよびDと対応している。すなわち
第8図より明らかな如く、選択された走査線上にある画
素人では、位相t、に於て閾値V th、を越える電圧
2■が印加される。又同一走査線上に存在する画素Bで
は位相t1で閾値−vth、を越える電圧−2vが印加
される。従って、選択された走査電極線上に於て信号電
極が選択されたか否かに応じて、選択された場合には液
晶分子は第1の安定状態に配向を揃え、選択されない場
合には第2の安定状態に配向をml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。
In the above, the voltage V is V<Vthl<2 V t-V>-Vth,>-2
It is set to a desired value that satisfies V. FIG. 8 shows the voltage waveform applied to each pixel when such an electric signal is applied. 8(a) to 8(d) correspond to pixels ASBSC and D in FIG. 6, respectively. That is, as is clear from FIG. 8, for the pixels on the selected scanning line, a voltage 2.sup.2 which exceeds the threshold value V.sub.th is applied at phase t. Further, to the pixel B existing on the same scanning line, a voltage of -2v exceeding the threshold value -vth is applied at phase t1. Therefore, depending on whether a signal electrode is selected on the selected scanning electrode line, if the signal electrode is selected, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state, and if not selected, the liquid crystal molecules are aligned in the second stable state. Adjust the orientation to a stable state. In any case, it has nothing to do with the previous history of each pixel.

一方、画素CとDに示される如く、選択されない走査線
上では、すべての画素CとDに印加される電圧は+V又
は−■であって、いずれも閾値電圧を越えない。従って
、各画素CとDにおける液晶分子は、配向状態を変える
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(、zる。即ち、走査電極が選択
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
の信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、実質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■の値及び位相(t1+t、)=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〜7oボルトで0.1μsec〜2 m
 sec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、又はその逆のいずれの変化をも起
すことができる。
On the other hand, as shown in pixels C and D, on unselected scanning lines, the voltage applied to all pixels C and D is +V or -■, neither of which exceeds the threshold voltage. Therefore, the liquid crystal molecules in each pixel C and D maintain the orientation corresponding to the signal state at the time of the previous scan without changing the orientation state (i.e., when the scanning electrode is selected). The signal for one line is written into the frame, and the signal state can be maintained until the next frame is selected.Therefore, even if the number of scanning electrodes increases, the actual The duty ratio does not change, and there is no reduction in contrast or crosstalk.In this case, the value of the voltage value and the value of the phase (t1+t,)=T depend on the liquid crystal material used and the thickness of the cell. It depends, but usually 0.1 μsec to 2 m at 3 volts to 7o volts
A range of sec is used. Therefore, in this case, the electrical signal applied to the selected scanning electrode is in the first stable state (assuming that it is in the "bright" state when converted into an optical signal).
A change can occur either from a second stable state (assuming a "dark" state when converted to an optical signal), or vice versa.

以下、本発明を実施例に従って説明する。Hereinafter, the present invention will be explained according to examples.

〔実施例1〕 第5図に示す如き方法で液晶素子を作成した。[Example 1] A liquid crystal device was produced by the method shown in FIG.

以下、この点について詳細に説明する。This point will be explained in detail below.

ピッチ100μmで幅62.5μInのストライプ状の
ITO膜を電極として設けた正方形状ガラス基板の両端
部に深さ2.5μmの2ケ所の切り込み部を該ストライ
プ状のITO膜に対して平行となる様に設けた。
Two notches with a depth of 2.5 μm were made parallel to the striped ITO film at both ends of a square glass substrate on which a striped ITO film with a pitch of 100 μm and a width of 62.5 μIn was provided as an electrode. It was set up like this.

次いで、この切り込み部を除いて基板の上に100重量
部のフッ素系樹脂である「ルミフロン」(旭硝子■製)
、80重量部のキシレン、80重量部のn−ブタノール
、20重量部のメチル化メラミンと0.5重量部の「キ
ャタリスト600」(旭硝子■製)からなる塗布液をス
ピンナー塗布機で塗布し、乾燥して2μmのフッ素樹脂
膜を形成した。
Next, 100 parts by weight of fluorine-based resin "Lumiflon" (manufactured by Asahi Glass) was placed on the substrate except for this notch.
A coating solution consisting of 80 parts by weight of xylene, 80 parts by weight of n-butanol, 20 parts by weight of methylated melamine, and 0.5 parts by weight of "Catalyst 600" (manufactured by Asahi Glass ■) was applied using a spinner coater. , and dried to form a 2 μm fluororesin film.

次いで、この樹脂膜の土にポジ型レジスト溶液(Bhi
pley社製のAZ1350″′)をスピナー塗布し、
プリベークした。このレジスト層上に、露光マスクを配
置した。但し、この露光マスクとしては、ガラス基板の
両端に設けた切り込み部以外の両端部が帯状にマスクさ
れるものを用いた。
Next, a positive resist solution (Bhi
Apply AZ1350″’ manufactured by Play with a spinner,
Pre-baked. An exposure mask was placed on this resist layer. However, as this exposure mask, a mask was used in which both ends of the glass substrate other than the notches provided at both ends were masked in a band shape.

次いで露光した後に、テトラメチルアンモニウムハイド
四オキサイド含有の現像液“MF312゜で現像するこ
とにより、露光部分のレジスト膜を除失してエツチング
マスクを形成した。しかる後に、キシレンと7タノール
(50:50 )の混合溶剤でフッ素系樹脂膜をエツチ
ングした。
After exposure, the resist film in the exposed areas was removed by developing with MF312°, a developer containing tetramethylammonium hydride tetraoxide, to form an etching mask. The fluororesin film was etched with a mixed solvent of 50).

次いで、所定の硬化条件下で加熱して樹脂膜を硬化して
から、エツチングマスクを除去して、垂直配向制御部材
をガラス基板の両端部に形成した。
Next, after the resin film was cured by heating under predetermined curing conditions, the etching mask was removed and vertical alignment control members were formed on both ends of the glass substrate.

この様にして作成した基板の2ケ所の切り込み部に金属
刃で切断したマイラーフィルム(米国デュポン社の登録
商品;ポリエチレンテレフタレートフィルム)を平行配
向制御部材として配置して、(5)電極板を作成した。
Mylar film (registered product of DuPont, USA; polyethylene terephthalate film) cut with a metal blade was placed in the two notches of the substrate created in this way as a parallel alignment control member, and (5) an electrode plate was created. did.

次いで、ガラス基板の上にピッチ100μmで幅62.
5μmのストライプ状電極を設けて@電極板を作成した
。@電極板の周辺部に注入口となる個所を除いてエポキ
シ接着剤をスクリーン印刷法によって塗布した後、(ト
)電極板と0電極板のストライプ状パターン電極が直交
する様に重ね合せ、所定の硬化条件下で接着剤を硬化さ
せてセルを作成した。
Next, on the glass substrate, a width of 62 mm was formed with a pitch of 100 μm.
An @electrode plate was prepared by providing 5 μm striped electrodes. @After applying epoxy adhesive to the peripheral part of the electrode plate except for the area that will become the injection port, (g) Overlap the striped pattern electrodes of the electrode plate and the 0 electrode plate so that they are perpendicular to each other, and place them in the specified position. The cell was created by curing the adhesive under the following curing conditions.

しかる後、真空注入法によって等吉相のDOBAMBC
を注入口からセル内に注入し、その注入口を封口した。
After that, the Tokichi-phase DOBAMBC was created using the vacuum injection method.
was injected into the cell through the injection port, and the injection port was sealed.

このDOBAMBCが注入されたセルの両側に一対の偏
光子をクロスニコル状態で設けた後、これを90°0の
温度にコントロールされた加熱ケースにセットしてから
顕微鏡観察したところ、SmC*が形成されていること
が判明したが、モノドメインとなっていないことが確認
された。
After installing a pair of polarizers in a crossed nicol state on both sides of the cell injected with DOBAMBC, this was placed in a heating case controlled at a temperature of 90°0 and observed under a microscope. As a result, SmC* was formed. However, it was confirmed that it was not a monodomain.

この液晶セルを90℃に維持した状態で直径0.21E
Iのワイヤーにツナルーフ四ム合金)ヒーターを第5図
で示す如くセル内に設けた一方の平行配向制御部材の近
傍にこれと平行となる様に配置した後、このワイヤーヒ
ータに電流を付与して発熱させた。この時、ワイヤーヒ
ータで加熱されている液晶セルの温度が120°C〜1
40℃となっていることを確認してからこのワイヤーヒ
ータ・を二2m/hの速度で第5図に示す矢標108の
方向に移動させた。
The diameter of this liquid crystal cell is 0.21E when maintained at 90℃.
As shown in Figure 5, a Tuna Roof Simu alloy) heater was placed on the wire I so as to be parallel to one of the parallel alignment control members provided in the cell, and then a current was applied to the wire heater. caused a fever. At this time, the temperature of the liquid crystal cell heated by the wire heater is 120°C to 1.
After confirming that the temperature was 40° C., the wire heater was moved at a speed of 22 m/h in the direction of arrow 108 shown in FIG.

こうして作成した液晶の両側に一対の偏光子をりpスエ
コル状態で設けた後、これを90℃の温度に維持した状
態で顕微鏡観察したところ、モノドメインのSmC*を
形成していることが確認された。
A pair of polarizers was placed on both sides of the liquid crystal thus created in a p-sequel state, and when it was observed under a microscope while maintained at a temperature of 90°C, it was confirmed that monodomain SmC* was formed. It was done.

さて、以上述べた工程によって配向は完成されるわけで
あやが、モノドメインが一見均一に完全されているよう
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特性を調べ
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。
Now, the alignment is completed through the steps described above, but even if the monodomains appear to be uniformly perfect, in reality, a voltage is applied between the electrodes 102 and 102' to form a liquid crystal optical modulator. When examining the switching characteristics of a semiconductor device, non-uniformity in optical contrast and response speed may occur depending on the region. This kind of phenomenon is caused by distribution.

内時に設定されたヒータ移動によって生じた構造的なひ
ずみが原因しているものと思われる。
It is thought that the cause is structural strain caused by the movement of the heater during internal operation.

これに対しては、配向工程終了後、−担ケースの温度を
上昇させ、液晶をS m C”相より8mA相に一担相
転移させ、その後再びS!rIC*状態へとケースの温
度を徐々に下げていくことにより、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。
To deal with this, after the alignment process is completed, the temperature of the carrier case is increased to cause a single carrier phase transition of the liquid crystal from the S m C'' phase to the 8 mA phase, and then the temperature of the case is increased again to the S!rIC* state. Gradual lowering has the effect of eliminating the above-mentioned distortion due to structural relaxation.

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

m1図および第2図は、本発明で用いる液晶セルを表わ
す斜視図である。第3図囚は本発明の液晶素子を表わす
平面図で、第3図0はそのA−A’断面図で、第3図0
はそのB −B’断面図である。第4図(5)および第
4図(ハ)は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わす
断面図である。 第5図(5)は本発明の液晶素子を作成する方法を模式
的に表わす斜視図で、第5図(ハ)はそのC−C′断面
図で、第5図0はそのD−D’断面図である。第6図は
、本発明で用いる液晶素子の電極、構造を模式的に示す
平面図である。第7図(α)〜(d)は、本発明で用い
る液晶素子を駆動するための信号を示す説明図である。 第8図<aン〜(めは、各画素に印加される電圧波形を
示す説明図である0 100;セル構造体 101.101’ ;基板 102.102’ ;電極 103:液晶層 104;平行配向制御部材 104’:側壁面 105;垂直配向制御部材 ios’ ;側壁面 106;接着剤 107.108 ;偏光子 201;シール部材として機能する平行配向制御部材 202;シール部材として機能する垂直配向制御部材 203;スペーサ部材として機能する平行配向制御部材 204ニスペ一サ部材として機能する垂直配向制御部材 301;発熱体 302;発熱体の移動方向 特許出廟人 キャノン株式会社 筋2(21 轡弓5う−L;づ(c) (シ) (cl、) (’t、) (t)
Figure m1 and Figure 2 are perspective views showing the liquid crystal cell used in the present invention. FIG. 3 is a plan view showing the liquid crystal element of the present invention, and FIG.
is a BB' cross-sectional view thereof. FIGS. 4(5) and 4(c) are cross-sectional views showing another specific example of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 5(5) is a perspective view schematically showing the method for manufacturing the liquid crystal element of the present invention, FIG. 'This is a cross-sectional view. FIG. 6 is a plan view schematically showing the electrodes and structure of the liquid crystal element used in the present invention. FIGS. 7(α) to (d) are explanatory diagrams showing signals for driving the liquid crystal element used in the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the voltage waveforms applied to each pixel. Orientation control member 104': Side wall surface 105; Vertical orientation control member ios'; Side wall surface 106; Adhesive 107, 108; Polarizer 201; Parallel orientation control member 202 functioning as a sealing member; Vertical orientation control member functioning as a sealing member Member 203; Parallel orientation control member 204 functioning as a spacer member; Vertical orientation control member 301 functioning as a spacer member; Heat generating element 302; Moving direction of the heat generating element Patent source: Canon Co., Ltd. Suji 2 (21) -L;zu(c) (shi) (cl,) ('t,) (t)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)一対の基板間に一軸性異方相を形成している液晶
を封入したセル構造体を有する液晶素子において、前記
セル構造体が前記液晶の分子軸方向を優先して平行又は
略平行方向に配列させる効果をもつ第1の側壁面と該第
1の側壁面に対して垂直又は略垂直方向に延在する第2
の側壁面を有し、該第2の側壁面が前記液晶の分子軸方
向を優先して垂直又は略垂直方向に配列させる効果をも
つことを特徴とする液晶素子0− +21 ftjI記液晶がスメクテイツク人相から相転
移させることによって生じたスメクテイツクC相又tl
iH相である特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 (3)前記スメクテイツクC相又はH相がカイラルスメ
クテイツクC相又はII相である特許請求の範囲第2項
記載の液晶素子0 (4)前記カイラルスメクテイツクC相又はH相が非ら
せん構造である′特許請求の範囲第3項記載の液晶素子
。 (5)前記第1の側壁面が樹脂又は無機物質で形成され
ている特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 (6)前記樹脂がポリビニルアルコール、ポリイミド、
ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシ
リレン、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、ポリ酢酸ビニル、ポリア
ミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、
ユリャ樹脂、アクリル樹脂およびフォトレジスト樹脂か
らなる樹脂群から少なくとも1種を選択した樹脂である
特許請求の範囲第5項記載の液晶素子。 (7)前記第1の側壁面がシリンドリカル部材又は高配
向性繊維で形成されている特許請求の範囲第1項記載の
液晶素子。 (8)前記シリンドリカル部材がグラスファイバーであ
る特許請求の範囲第7項記載の液晶素子。 (9)前記第2の側壁面がフッ素系樹脂で形成されてい
る特許請求の範囲第1項記載の液晶素子0 (11力 前記セル構造体が2つ以上の第1の側壁面を
平行又は略平行の関係で配置されている特許請求の範囲
第1項記載の液晶素子。 (11) 前記第1の側壁面がシール部材の側壁面であ
る特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 07J 前記第1の側壁面がスペーサ部材の側壁面であ
る特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 03 前記セル構造体が2つ以上の第2の側壁面を平行
又は略平行の関係で配置されている特許請求の範囲第1
項記載の液晶素子。 (+41 前記第2の側壁面がシール部材の側壁面であ
る特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 四 前記第2の側壁面がスペーサ部材の側壁面である特
許請求の範囲第1項記載の液晶素子。
[Scope of Claims] (1) In a liquid crystal element having a cell structure that encapsulates a liquid crystal forming a uniaxial anisotropic phase between a pair of substrates, the cell structure prioritizes the molecular axis direction of the liquid crystal. a first side wall surface that has the effect of arranging them in a parallel or substantially parallel direction; and a second side wall surface that extends perpendicularly or substantially perpendicularly to the first side wall surface.
A liquid crystal element having a side wall surface of 0-+21 ftjI, characterized in that the second side wall surface has the effect of preferentially aligning the molecular axis direction of the liquid crystal in a vertical or substantially vertical direction. Smectic phase C or tl caused by phase transition from human phase
The liquid crystal element according to claim 1, which is in iH phase. (3) The liquid crystal element 0 according to claim 2, wherein the smectic C phase or H phase is a chiral smectic C phase or II phase. (4) The chiral smectic C phase or H phase is non-helical. A liquid crystal element according to claim 3, which has a structure. (5) The liquid crystal element according to claim 1, wherein the first side wall surface is formed of a resin or an inorganic substance. (6) The resin is polyvinyl alcohol, polyimide,
Polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin,
6. The liquid crystal element according to claim 5, wherein the resin is at least one selected from the resin group consisting of Yuria resin, acrylic resin, and photoresist resin. (7) The liquid crystal element according to claim 1, wherein the first side wall surface is formed of a cylindrical member or a highly oriented fiber. (8) The liquid crystal element according to claim 7, wherein the cylindrical member is made of glass fiber. (9) The liquid crystal element 0 according to claim 1, wherein the second side wall surface is formed of a fluororesin. The liquid crystal element according to claim 1, wherein the liquid crystal element is arranged in a substantially parallel relationship. (11) The liquid crystal element according to claim 1, wherein the first side wall surface is a side wall surface of a sealing member. 07J The liquid crystal element according to claim 1, wherein the first side wall surface is a side wall surface of a spacer member.03 The cell structure has two or more second side wall surfaces in a parallel or substantially parallel relationship. Arranged claim 1
The liquid crystal element described in . (+41. The liquid crystal element according to claim 1, wherein the second side wall surface is a side wall surface of a sealing member. (4) Claim 1, wherein the second side wall surface is a side wall surface of a spacer member. The liquid crystal element described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6230222A (en) * 1985-08-01 1987-02-09 Seiko Instr & Electronics Ltd Production of smectic liquid crystal device
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