JPS61292125A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JPS61292125A
JPS61292125A JP13352885A JP13352885A JPS61292125A JP S61292125 A JPS61292125 A JP S61292125A JP 13352885 A JP13352885 A JP 13352885A JP 13352885 A JP13352885 A JP 13352885A JP S61292125 A JPS61292125 A JP S61292125A
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liquid crystal
phase
general formula
carbon atoms
substrates
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Abstract

PURPOSE:To improve monodomain formability or initial orientation by holding a specific liquid crystal or a comsn. contg. said liquid crystal in place between substrates provided with a uniaxial orientation treatment effect. CONSTITUTION:This liquid crystal element has the cell structure sealed with the liquid crystalline compd. having the optically active group expressed by the formula or the liquid crystal compsn. contg. the liquid crystalline compd. having the optically active group expressed by the formula between a pair of the substrates. The smectic phase of the liquid crystal compd. or compsn. is formed by the phase transition from the phase on the higher temp. side than the smectic phase. The surface of at least one substrate of a pair of the substrates has the effect of preferentially arranging, in one direction, the molecular axis direction in contact with the boundary. The compsn. components which transfer the phases like isotropic phase-cholesteric phase-SmA-chiral smectic phase, isotropic phase-cholesteric phase-chiral smetic phase or isotropic phase- SmA-chiral smectic phase during the temp. decreasing process are used for the liquid crystal compsn.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シヤツタアレイ等に
適用する液晶素子に関し、詳しくは液晶分子の初期配向
状態を改善することにより、表示ならびに駆動特性を改
善した液晶素子に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal element applied to a liquid crystal display element, a liquid crystal-optical shutter array, etc., and more specifically, the present invention relates to a liquid crystal element applied to a liquid crystal display element, a liquid crystal-optical shutter array, etc. This invention relates to a liquid crystal element with improved driving characteristics.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の液晶素子としては1例えばエム・シャット(M、
5chadt)  とダブリュー・ヘルフリッヒ(W、
He1frich)  著 ″アプライドーフイジック
スーレダーズ″(”Applfed  Physics
  Letters”)第18巻、第4号(1971年
2月15日発行)。
As a conventional liquid crystal element, for example, M-Shut (M,
5chadt) and W. Helfrich (W,
He1frich) Author: ``Applfed Physics Leaders''
Letters” Volume 18, No. 4 (published February 15, 1971).

第127頁〜12B頁の″ボルテージ・ディペンダント
・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア・ツィス
テッド・ネマチックφリキッド・クリスタル” (”V
oltage Dependent 0pticalA
ctivity  of  a  TwiSted  
NematicLiquid  Crystal”)に
示されたツィステッド・ネマチック(twisted 
nematic)液晶を用いたものが知られている。こ
のTN液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電極構造
を用いた時分割駆動の時、クロストークを発生する問題
点があるため、画素数が制限されていた。
"Voltage Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic φ Liquid Crystal"("V
oltage Dependent 0pticalA
activity of a TwiSted
Twisted nematic shown in “NematicLiquid Crystal”
A device using a nematic liquid crystal is known. This TN liquid crystal has a problem in that crosstalk occurs during time division driving using a matrix electrode structure with high pixel density, so the number of pixels is limited.

又、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング素子
を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示素子
が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成す
る工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成する
ことが難しい問題点がある。
Furthermore, a display element is known in which a switching element using a thin film transistor is connected to each pixel, and each pixel is switched. However, the process of forming the thin film transistor on the substrate is extremely complicated, and it is difficult to use a display element with a large area. There are some problems that make it difficult to create.

この様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、クラーク(C’
1ark)およびラガウエル(Lage rwa l 
l)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
ィックC相(S m 0本)又はH相(SmH本)を有
する強誘電性液晶が用いられる。
To improve the drawbacks of conventional liquid crystal devices, the use of bistable liquid crystal devices is proposed by Clark (C'
1ark) and Lagerouel (Lage rwa l)
l) (Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-107216
(U.S. Pat. No. 4,367,924, etc.). As a liquid crystal having bistability, a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase (S m 0 lines) or H phase (SmH lines) is generally used.

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、例
えば一方の電界ベクトルに対して第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強誘電性
液晶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。例えばSm
C”又はSmH”相を有する強誘電性液晶については、
SmC*又はSmH”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)が形成される必要が
ある。しかしながら、従来の双安定性を有する強誘電性
液晶素子においては、このような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、充分な特性が得られなかったのが実情である。
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. Therefore, unlike the optical modulation element used in the TN type liquid crystal described above, for example, one The liquid crystal is aligned in a first optically stable state with respect to the electric field vector, and the liquid crystal is aligned in a second optically stable state with respect to the other electric field vector. In addition, this type of liquid crystal responds to an applied electric field and very quickly responds to the above-mentioned
It has the property of taking one of two stable states 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 this ferroelectric liquid crystal with bistability to exhibit predetermined driving characteristics, the liquid crystal placed between a pair of parallel substrates must be in the above two stable states, regardless of the applied state of the electric field. It is necessary that the molecules be arranged in such a state that conversion between them can occur effectively. For example, Sm
For ferroelectric liquid crystals with C" or SmH" phase,
It is necessary to form a region (monodomain) in which the liquid crystal molecule layer having the SmC* or SmH" phase is perpendicular to the substrate surface, and therefore the liquid crystal molecular axes are arranged almost parallel to the substrate surface. However, in the conventional method, The reality is that in ferroelectric liquid crystal devices having bistability, sufficient characteristics cannot be obtained because the alignment state of the liquid crystal having such a domain structure is not necessarily formed satisfactorily.

たとえば、C1arkらによれば、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、基板間に小間隔で平行なリッジ(ridge
)を配列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。又、セル内に平行な
リッジを配列する方法では、それのみによっては、安定
な配向効果を与えられない。
For example, according to C1ark et al., in order to provide such an orientation state, there are methods of applying a magnetic field, methods of applying a shear force, and methods of applying parallel ridges at small intervals between substrates.
) have been proposed. However, none of these methods necessarily gave satisfactory results. For example, the method of applying a magnetic field is
There are disadvantages in that it requires large-scale equipment and is incompatible with thin-layer cells with good operating characteristics.Also, the method of applying shear force is incompatible with the method of injecting liquid crystal after creating the cell. There are some difficulties. Furthermore, the method of arranging parallel ridges within a cell cannot provide a stable alignment effect by itself.

〔発明が解決しようとする問題旬 本発明の目的は、前述した事情に鑑み、高速応答性、高
密度画素と大面積を有する表示素子、或いは高速度のシ
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
な適性を有する強誘電性液晶素子において、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強誘電性
液晶素子を提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] In view of the above-mentioned circumstances, the purpose of the present invention is to solve problems that have potential as display elements with high-speed response, high-density pixels, and large area, or optical shutters with high shutter speeds. The object of the present invention is to provide a ferroelectric liquid crystal element that can fully exhibit its characteristics by improving the monodomain formation property or initial orientation, which has been a problem in the past.

〔作 用〕[For production]

本発明者らは、前述の目的に沿って研究した結果、特定
の液晶又はその液晶を含む組成物を一軸性配向処理効果
が付与された基板に挟持し、スメクティック相より高温
側の相、例えばコレステリック相(カイラルネマチック
相)、ネマティック相1等方相からの徐冷による相転移
を生じさせた場合、例えばSmAやカイラルスメクティ
ック相の形成時に液晶分子が一方向に配列したモノドメ
インを形成することができ、この結果強誘電性液晶の双
安定性に基づく素子の作動と液晶層のモノドメイン性を
両立しう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 research in line with the above-mentioned objective, the present inventors have discovered that a specific liquid crystal or a composition containing the liquid crystal is sandwiched between substrates that have been given a uniaxial alignment treatment effect, and a phase on the higher temperature side than the smectic phase, e.g. Cholesteric phase (chiral nematic phase), nematic phase When a phase transition from an isotropic phase is caused by slow cooling, for example, when forming SmA or a chiral smectic phase, a monodomain in which liquid crystal molecules are aligned in one direction is formed. We have discovered that as a result, we can obtain a liquid crystal device with a structure that allows both operation of the device based on the bistability of the ferroelectric liquid crystal and monodomain properties of the liquid crystal layer.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の液晶素子は、前述の知見に基づくものであり、
より詳しくは、一対の基板間に下記一般式(I)で表わ
される光学活性基をもつ液晶性化合物又は、下記一般式
(1)で表わされる光学活性基をもつ液晶性化合物を含
有する液晶組成物を封入したセル構造をなし、前記液晶
性化合物又は組成物のスメクティック相を該スメクティ
ック相より高温側の相からの相転移により形成するとと
もに、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の面
が界面で接する分子軸方向を優先して一方向に配列させ
る効果を有している点に特徴を有している。
The liquid crystal element of the present invention is based on the above-mentioned findings,
More specifically, a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound having an optically active group represented by the following general formula (I) between a pair of substrates, or a liquid crystal compound having an optically active group represented by the following general formula (1) The liquid crystal compound or composition has a cell structure in which a substance is encapsulated therein, and a smectic phase of the liquid crystal compound or composition is formed by phase transition from a phase on a higher temperature side than the smectic phase, and the surface of at least one of the pair of substrates is It is characterized in that it has the effect of preferentially arranging the molecular axes that meet at the interface in one direction.

一般式(I) CH3 R−0−CH−CH2− ネ 〔一般式(I)中Rは炭素原子数1〜20の直鎖状、分
岐状もしくは環状の飽和または不飽和の炭化水素基を示
す。 本は不斉炭素原子を示す〕 〔実施例〕 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。
General formula (I) CH3 R-0-CH-CH2- [In general formula (I), R represents a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms . The present invention shows asymmetric carbon atoms] [Examples] The present invention will be described in further detail below with reference to the drawings as necessary.

本発明で用いる液晶は、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ィックC相(S m C
本)、H相(SmH本)、I相(SmH末)、J相(S
mJ本)、に相(SmK”)、G相(SmG本)又はF
相(SmF本)を有する液晶を用いることができる。
The liquid crystal used in the present invention has ferroelectricity, and specifically has a chiral smectic C phase (S m C
main), H phase (SmH main), I phase (SmH main), J phase (SmH main),
mJ book), phase (SmK”), phase G (SmG book) or F
A liquid crystal having a phase (SmF phase) can be used.

前記一般式(I)で示される光学活性基をもつ液晶化合
物の具体例は、下記のとおりである。
Specific examples of the liquid crystal compound having an optically active group represented by the general formula (I) are as follows.

上記式中Rは炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状また
は環状の飽和もしくは不飽和の炭化水素基である。炭素
原子数が21以−Fでは最終的な機能材料としたときの
粘度やモル体積が増加するため好ましくない。また、好
ましいRの炭素原子数は4〜16である。Rの具体例と
しては直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、シクロア
ルキル基、直鎖状アルケニル基、分岐状アルケニル基、
シクロアルケニル基、直鎖状アルカブイエニル基、分岐
状アルカブイエニル基、シクロアルカブイエニル基、直
鎖状アルカトリエニル基、分岐状アルカトリエニル基、
直鎖状アルキニル基、分岐状アルキニル基、アラルキル
基がある。又、木は不斉炭素原子を示す。
In the above formula, R is a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. If the number of carbon atoms is 21 or more -F, the viscosity and molar volume of the final functional material will increase, which is not preferable. Moreover, the preferable number of carbon atoms of R is 4 to 16. Specific examples of R include a linear alkyl group, a branched alkyl group, a cycloalkyl group, a linear alkenyl group, a branched alkenyl group,
Cycloalkenyl group, linear alkabienyl group, branched alkabuenyl group, cycloalkabuenyl group, linear alkatrienyl group, branched alkabienyl group,
There are linear alkynyl groups, branched alkynyl groups, and aralkyl groups. Also, wood exhibits asymmetric carbon atoms.

その他、前記一般式(I)で示された光学活性基を導入
したアゾ−、アゾキシ誘導体、環集合炭化水素誘導体、
縮合多環式炭化水素誘導体、複素環誘導体、縮合複素環
誘導体、環集合複素環誘導体等を用いることができ、具
体的には、前記一般式(I)で示された光学活性基を導
入したアゾベンゼン誘導体、アゾキシベンゼン誘導体、
ビフェニル誘導体、ターフェニル誘導体、フェニルシク
ロヘキサン誘導体、安息香酸誘導体、ピリミジン誘導体
、ピラジン誘導体、ピリジン誘導体、スチルベン誘導体
、トラン誘導体、カルコン誘導体、ビシクロヘキサン誘
導体、ケイ皮酸誘導体等を液晶化合物としても用いるこ
とができる。
In addition, azo-, azoxy derivatives, ring-assembled hydrocarbon derivatives into which an optically active group represented by the general formula (I) is introduced,
Condensed polycyclic hydrocarbon derivatives, heterocyclic derivatives, fused heterocyclic derivatives, ring-assembly heterocyclic derivatives, etc. can be used, and specifically, optically active groups represented by the general formula (I) have been introduced. Azobenzene derivatives, azoxybenzene derivatives,
Biphenyl derivatives, terphenyl derivatives, phenylcyclohexane derivatives, benzoic acid derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, pyridine derivatives, stilbene derivatives, tolan derivatives, chalcone derivatives, bicyclohexane derivatives, cinnamic acid derivatives, etc. can also be used as liquid crystal compounds. can.

これらの液晶化合物を合成する際に用いる乳酸誘導体は
、下記の方法で合成することができる。
The lactic acid derivatives used in synthesizing these liquid crystal compounds can be synthesized by the following method.

(a) 本 (b) 不 (C) ネ (d) H3 本 (e) 不 (f) 上記反応式におけるRIは炭素数の広い範囲にわたって
選択することが可能であり、具体的にはヨードブタン、
ヨードペンタン、ヨードへt−tン、ヨードへブタン、
ヨードオクタン、ヨードノナン、ヨードデカン、ヨード
ウンデカン、ヨードドデカン、ヨードトリデカン、ヨー
ドブトラブカン、ヨードペンタデカン、ヨードウンデカ
ン、ヨードヘプタデカン、ヨードオクタデカン、ヨード
ノナデカン、ヨードエイコサン等の直鎖状飽和炭化水素
ヨウ化物;2−ヨードブタン、l−ヨード−2−メチル
プロパン、l−ヨード−3−メチルブタン等の分岐状飽
和炭化水素ヨウ化物;ヨードベンジン、ヨードフェナシ
ル、3−ヨーF−1−シクロヘキセン等の環状不飽和炭
化水素ヨウ化物;ヨードシクロペンタン、ヨードシクロ
ヘキサン。
(a) Book (b) Non (C) Ne (d) H3 Book (e) Non (f) RI in the above reaction formula can be selected from a wide range of carbon numbers, and specifically, iodobutane,
iodopentane, iodohetton, iodohebutane,
Linear saturated hydrocarbon iodides such as iodooctane, iodononane, iododecane, iodoundecane, iodododecane, iodotridecane, iodobutrabucan, iodopentadecane, iodoundecane, iodoheptadecane, iodooctadecane, iodononadecane, iodoeicosane, etc. ; Branched saturated hydrocarbon iodides such as 2-iodobutane, l-iodo-2-methylpropane, l-iodo-3-methylbutane; cyclic unsaturated carbonization such as iodobenzine, iodophenacil, 3-ioF-1-cyclohexene, etc. Hydrogen iodide; iodocyclopentane, iodocyclohexane.

1−ヨード−3−メチルシクロヘキサン、ヨードシクロ
へブタン、ヨードシクロオクタン等の環状飽和炭化水素
ヨウ化物がある。
There are cyclic saturated hydrocarbon iodides such as 1-iodo-3-methylcyclohexane, iodocyclohebutane, and iodocyclooctane.

このような方法により得られた種々の乳酸誘導体より次
に示す合成経路によって下記一般式(II )〜(IV
)に示される液晶性化合物を得た。
From various lactic acid derivatives obtained by such methods, the following general formulas (II) to (IV
) was obtained.

H3 υ −−−−(II) 〔但し、上記一般式(II )において、Rは炭素原子
数1〜20の直鎖状、分岐状または環状の飽和もしくは
不飽和の炭化水素基を示し、R1及びR2は炭素原子数
1〜20のアルキル基またはアルコキシ基を示す。〕 〔但し、ト記一般式(m)において、Rは炭素原子数1
〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の飽和または不飽
和の炭化水素基を示し、R2は炭素原子数l〜20のア
ルキル基またはアル−−−− (IV) 〔但し、上記一般式(TV)において、Rは炭素原子数
1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状の飽和または不
飽和の炭化水素基を示し、R3は炭素原子数1〜20の
アルキル基またはアルコキシ基を示す。〕 本発明の液晶素子で用いる液晶化合物の代表例は、下記
のとおりである。
H3 υ -----(II) [However, in the above general formula (II), R represents a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R1 and R2 represents an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. ] [However, in general formula (m), R has 1 carbon atom
-20 linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group, R2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or alkyl group (IV) [However, the above general formula ( TV), R represents a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and R3 represents an alkyl group or alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. ] Representative examples of the liquid crystal compound used in the liquid crystal element of the present invention are as follows.

(1)へブチルオキシプロピル−4′−オクチルオオキ
シビフェニルー4−カルボキシレート(2)ブトキシプ
ロピル−4′−オクチルオキシビフェニル−4−カルボ
キシレート (3)4−(5−(4’−ブチルフェニル)ピリジン−
2−イル〕ベンゾイックアシッド−21−ドデシルオキ
シプロビルエステル (4)4− (5−へブチルピリジン−2−イル)安息
香酸−2′−デシルオキシプロビルエステル (5)α−プロピルオキシプロビル−4′−ヘプチル−
ターフェニルカルボキシレート (6)(5−(4’−ペンチルシクロヘキシル)ピリミ
ジン−2−イル〕安息香酸2′−エトキシプロピルエス
テル (7)α−オクタデシルオキシプロビル−4′−へブチ
ルビフェニル−4−カルボキシレートこれらの液晶化合
物は、特願昭59−233269号明細書に記載された
合成法によって得ることができる。
(1) Hebutyloxypropyl-4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylate (2) Butoxypropyl-4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylate (3) 4-(5-(4'-butyl) phenyl)pyridine-
2-yl]benzoic acid-21-dodecyloxypropyl ester (4) 4-(5-hebutylpyridin-2-yl)benzoic acid-2'-decyloxypropyl ester (5) α-propyloxypropyl Bill-4'-heptyl-
Terphenylcarboxylate (6) (5-(4'-pentylcyclohexyl)pyrimidin-2-yl)benzoic acid 2'-ethoxypropyl ester (7) α-octadecyloxypropyl-4'-hebutylbiphenyl-4- Carboxylate These liquid crystal compounds can be obtained by the synthesis method described in Japanese Patent Application No. 59-233269.

これらの液晶化合物は、単独でカイラルスメクティック
相を示す時は単独又は2種以−E組合せて用いることが
できる他、下記表1又は表2の液晶化合物との混合物と
することができ、又単独でカイラルスメクティック相を
示ざない時は、下記表2に示す液晶との混合物とするこ
とにより、カイラルスメクティック相とすること表  
  1 −メチルブチル−α−メチルシンナメート−COOCR
2CI(C2H5 * 4.4′−アゾキシシンナミックアシッド−ビス(2−
メチルブチルビフェニル−4′−カルボキシレート ビフェニル−4′−力ルポキシレート 91、5℃    93℃ 結晶 ;= SmC* ;i SmA 8、。本と”SmA 8”°01 表   2 (A)   コレステリルプロピオネート(B)   
 コレステリルノナネート(C)   コレステリルパ
ルミテート(D)   コレステリルノナネート 4−(2”−メチルブチル)−4’−シアノビフェニル
へ      ー54℃ SmA   −□  =uzXテlJツク相 ’  ”
0°C4−(2″−メチルブチルオキシ)−4′−シア
ノビフェニル4−シアノベンジリデン−4’−(2−メ
チルブチル)アニリン4− (2−メチルブチル)−4
’−へキシルオキシアゾベンゼン結晶 ;i コレステ
リック相 ;二 等実相4− (2−メチルブチル)フ
エこルー4′−デシロキシベンゾエート液晶 ;i 5
nlA  ;i コレステリック相 ;i 等実相4−
へキシルオキシ−4’−(2−メチルブチル)ベンゾエ
ート〜   コレステリック相   、/17°C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S
 m C”相又はS m H”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 these liquid crystal compounds exhibit a chiral smectic phase alone, they can be used alone or in combination of two or more, or they can be used as a mixture with the liquid crystal compounds shown in Table 1 or Table 2 below, or they can be used alone. If the liquid crystal does not exhibit a chiral smectic phase, a chiral smectic phase can be obtained by mixing it with the liquid crystal shown in Table 2 below.
1-Methylbutyl-α-methylcinnamate-COOCR
2CI(C2H5*4.4'-azoxycinnamic acid-bis(2-
Methylbutylbiphenyl-4'-carboxylate Biphenyl-4'-carboxylate 91, 5°C 93°C Crystal ;= SmC* ;i SmA 8,. Book and “SmA 8”°01 Table 2 (A) Cholesteryl propionate (B)
Cholesteryl nonanate (C) Cholesteryl palmitate (D) Cholesteryl nonanate to 4-(2''-methylbutyl)-4'-cyanobiphenyl -54℃ SmA -□ = uz
0°C4-(2″-methylbutyloxy)-4′-cyanobiphenyl4-cyanobenzylidene-4′-(2-methylbutyl)aniline 4-(2-methylbutyl)-4
'-hexyloxyazobenzene crystal; i cholesteric phase; secondary real phase 4-(2-methylbutyl)feco-4'-desyloxybenzoate liquid crystal; i 5
nlA ;i cholesteric phase ;i isoreal phase 4-
Hexyloxy-4'-(2-methylbutyl)benzoate ~ cholesteric phase, /17°C When constructing an element using these materials, the liquid crystal compound
In order to maintain the temperature state such that it becomes the m C'' phase or the S m H'' phase, the element can be supported by a copper block or the like in which a heater is embedded, if necessary.

第1図は、強誘電性液晶の動作説明の為に、セルの例を
模式的に描いたものである。21aと21bは、I n
203.5n02あるいはITO(I nd i um
−Ti n  Ox i de)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、その間に液
晶分子層22がガラス面に垂直になるよう配向したSm
C”相又はSmH”相の液晶が封入されている。
FIG. 1 schematically depicts an example of a cell for explaining the operation of a ferroelectric liquid crystal. 21a and 21b are In
203.5n02 or ITO
- A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as Tin Oxide), between which a liquid crystal molecular layer 22 is oriented perpendicularly to the glass surface.
C" phase or SmH" phase liquid crystal is sealed.

太線で示した線23が液晶分子を表わしており、この液
晶分子23はその分子に直交した方向に双極子モーメン
) (P上)24を有している。
A thick line 23 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 23 has a dipole moment (on P) 24 in a direction perpendicular to the molecule.

基板21aと21b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23のらせん構造がほどけ、双
極子モーメン) (P、L)24がすべて電界方向に向
くよう、液晶分子23は配向方向を変えることができる
。液晶分子23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。
When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the helical structure of the liquid crystal molecules 23 is unraveled, and the liquid crystal molecules 23 are twisted so that all the dipole moments (P, L) 24 are oriented in the direction of the electric field. The orientation direction can be changed. The liquid crystal molecules 23 have an elongated shape and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and short axis direction. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface,
It is easily understood that this is a liquid crystal optical modulation element whose optical characteristics change depending on the polarity of applied voltage.

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10井以下)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
らせん構造がほどけ、非らせん構造を採り、その双極子
モーメン)PaまたはPbは上向き(34a)又は下向
き(34b)のどちらかの状態をとる。
The liquid crystal cell preferably used in the liquid crystal element of the present invention can have a sufficiently thin thickness (for example, 10 wells or less). As the liquid crystal layer becomes thinner, as shown in Figure 2, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds even in the absence of an applied electric field and assumes a non-helical structure, with the dipole moment (Pa or Pb) pointing upward. (34a) or downward (34b).

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Ea又はEbを電圧印加手段31aと3
1bにより付与すると、双極子モーメントは、電界Ea
又はEbの電界ベクトルに対応して上向き34a又は下
向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分子は、第
1の安定状態33aか或いは第2の安定状態33bの何
れか一方に配向する。
To such a cell, as shown in FIG.
1b, the dipole moment is given by the electric field Ea
Alternatively, the direction changes to upward direction 34a or downward direction 34b in accordance with the electric field vector of Eb, and accordingly, the liquid crystal molecules are oriented to either the first stable state 33a or the second stable state 33b.

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Ea
を印加すると液晶分子は第1の安定状態33a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Ebを印加すると、液晶分子は第12の安定状
態33b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
Ea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, the electric field Ea
When the voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned in a first stable state 33a, and this state remains stable even when the electric field is turned off. Furthermore, when an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to the twelfth stable state 33b and change their orientation, but they remain in this state even after the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field Ea 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SmH”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、この点に解決を与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 SmH" phase is aligned perpendicular to the substrate surface and liquid crystal molecules are aligned approximately parallel to the substrate surface, and this It is the main objective of the present invention to provide a solution to this point.

第3図(A)と(B)は1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−に断面図である。
FIGS. 3A and 3B show an embodiment of a liquid crystal element according to 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 A-.

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101a、!=101
bをスペーサ104で所定の間隔に保持され、この一対
の基板をシーリングするために接着剤106で接着した
セル構造を有しており、さらに基板lO1の上には複数
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パターンで形成されている。基板1
oibの上には前述の透明電極102aと交差させた複
数の透明電極102b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。
The cell structure 100 shown in FIG. 3 includes a pair of substrates 101a made of glass plates, plastic plates, etc. =101
b is held at a predetermined distance by a spacer 104, and has a cell structure bonded with an adhesive 106 to seal the pair of substrates, and furthermore, an electrode consisting of a plurality of transparent electrodes 102 is placed on the substrate lO1. A group (for example, a group of electrodes for applying a scanning voltage in a matrix electrode structure) is formed in a predetermined pattern such as a strip pattern. Board 1
An electrode group (for example, a signal voltage application electrode group in a matrix electrode structure) is formed on the oib, which is made up of a plurality of transparent electrodes 102b intersecting with the transparent electrode 102a described above.

このような透明電極102bを設けた基板101bには
1例えば、−酸化硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム
、ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セリウム、フ
ッ化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ
素窒化物などの無機絶縁物質や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の有機絶縁物質を用いて被膜
形成した配向制御膜105を設けることができる。
The substrate 101b provided with such a transparent electrode 102b may contain, for example, silicon oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, etc. inorganic insulating materials and polyvinyl alcohol,
Polyimide, polyamideimide, polyesterimide,
The alignment control film 105 may be formed using an organic insulating material such as polyparaxylerin, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, or acrylic resin. can.

この配向制御膜105は、前述の如き無機絶縁物質又は
有機絶縁物質を被膜形成した後に、その表面をビロード
、布や紙で一方向に摺擦(ラビング)することによって
得られる。
The orientation control film 105 is obtained by forming a film of an inorganic insulating material or an organic insulating material as described above, and then rubbing the surface of the film in one direction with velvet, cloth, or paper.

本発明の別の好ましい具体例では、SiOや5i02な
どの無機絶縁物質を基板101bの上に斜め蒸着法によ
って被膜形成する事によって、配向制御膜105を得る
事がでるきる。
In another preferred embodiment of the present invention, the alignment control film 105 can be obtained by forming a film of an inorganic insulating material such as SiO or 5i02 on the substrate 101b by oblique vapor deposition.

第5図に示された装置に於いてペルジャー501は吸出
口505を有する絶縁基板503上に載置され、前記吸
出口505から伸びる(図示されていない)真空ポンプ
によりペルジャー501が真空にされる。タングステン
製またはモリブデン酸のるつぼ507はペルジャー50
1の内部及び代部に配置され、るつぼ507には数グラ
ムのSiO,5i02゜MgF2などの結晶508が載
置される。るつぼ507は下方の2つのアーム507a
In the apparatus shown in FIG. 5, a Pel jar 501 is placed on an insulating substrate 503 having a suction port 505, and a vacuum pump (not shown) extending from the suction port 505 evacuates the Pel jar 501. . Tungsten or molybdic acid crucible 507 is Pelger 50
Several grams of crystals 508 such as SiO, 5i02°MgF2, etc. are placed in the crucible 507. The crucible 507 has two lower arms 507a.
.

507bを有し、前記アームは夫々導線509゜510
に接続される。電源506及びスイッチ5θ4がペルジ
ャー501の外部導線509゜510間に直列に接続さ
れる。基板502はペルジャー501の内部でるつぼ5
07の真上にペルジャー501の垂直軸に対しθの角度
を成して配置される。
507b, and each of the arms has conductive wires 509 and 510, respectively.
connected to. A power supply 506 and a switch 5θ4 are connected in series between the external conductors 509 and 510 of the Pelger 501. The substrate 502 is placed in the crucible 5 inside the Pelger 501.
07 and at an angle θ with respect to the vertical axis of the Pelger 501.

スイッチ504が開放されると、ペルジャー501はま
ず約10−5mmHg圧の真空状態にされ、次にスイッ
チ504が閉じられて、るっぽ507が適温で白熱して
結晶508が蒸発されるまで電源506をWRM′iシ
て電力が供給される。適温範囲(700−1000℃)
に対して必要な電流は約100100aである。結晶5
08は次に蒸発され図中Sで示された上向きの分子流を
形成し、itsは、基板502に対してθの角度を成し
て基板502上に入射され、この結果基板502が被覆
される。角度θは上記の゛入射角”であり、流体Sの方
向は上記の“斜め蒸着方向”である。この被膜の膜厚は
基板502をペルジャー501に挿入する前に行なわれ
る装置の時間に対する厚みのキャリブレーションにより
決定される。適宜な厚みの被膜が形成されると電源50
6からの電力を減少させ、スイッチ504を開放してペ
ルジャー501とその内部を冷却する。次に圧力を大気
圧まで上げ基板502をペルジャー501から取り外す
When the switch 504 is opened, the Pelger 501 is first brought into a vacuum state of about 10-5 mmHg pressure, and then the switch 504 is closed and the power is turned on until the Lupo 507 becomes incandescent at a suitable temperature and the crystal 508 is evaporated. Power is supplied through WRM'i 506. Suitable temperature range (700-1000℃)
The current required for this is approximately 100100a. crystal 5
08 is then evaporated to form an upward molecular flow indicated by S in the figure, and its is incident on the substrate 502 at an angle of θ with respect to the substrate 502, so that the substrate 502 is coated. Ru. The angle θ is the above-mentioned "incident angle", and the direction of the fluid S is the above-mentioned "oblique deposition direction". It is determined by the calibration of the power source 50.
6 and opens switch 504 to cool the Pel jar 501 and its interior. Next, the pressure is increased to atmospheric pressure and the substrate 502 is removed from the Pelger 501.

また、別の具体例ではガラスまたはプラスチックからな
る基板toibの表面或は基板101bの上に前述した
無機絶縁物質や有機絶縁物質を被膜形成した後に、該被
膜の表面を斜方エツチング法によりエツチングすること
により、その表面に配向制御効果を付与することができ
る。
In another specific example, after forming a film of the above-mentioned inorganic insulating material or organic insulating material on the surface of the substrate toib made of glass or plastic or on the substrate 101b, the surface of the film is etched by an oblique etching method. By doing so, an orientation control effect can be imparted to the surface.

前述の配向制御膜105は、同時に絶縁膜としても機能
させることが好ましく、このためにこの配向制御1fI
105の膜厚は一般に100人〜1終、好ましくは50
0〜人〜5000人の範囲に設定することができる。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
おり、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。
It is preferable that the aforementioned orientation control film 105 also functions as an insulating film at the same time, and for this purpose, this orientation control film 1fI
The film thickness of 105 is generally 100 to 1, preferably 50
It can be set in a range of 0 to 5000 people. 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.

また、本発明の液晶素子では前述の配向制御膜105と
同様のものをもう一方の基板101に設けることができ
る。
Further, in the liquid crystal element of the present invention, a film similar to the above-described alignment control film 105 can be provided on the other substrate 101.

第3図に示すセル構造体100の中の液晶層103は、
SmC)IClSmH*、SmI)k、SmJ*、Sm
K*、SmG)k、SmF)kとすることができる。こ
のカイラルスメクテイック相の液晶層103は 、スメ
クティック相より高温側の相、例えばコレステリック相
(カイラルネマチック相)、ネマチック相、等実相から
の徐冷(l″C−tO℃/時間)にょる降温過程でSm
A(スメクティックA相)に相転移され、さらに徐冷に
よる降温過程でカイラルスメクティック相に相転移され
ることによって形成されるか、又はSmAを径ずにコレ
ステリック相などからカイラルスメクティック相に相転
移させて形成されることができる。
The liquid crystal layer 103 in the cell structure 100 shown in FIG.
SmC)IClSmH*, SmI)k, SmJ*, Sm
K*, SmG)k, SmF)k. This chiral smectic phase liquid crystal layer 103 is formed by gradual cooling (l″C-tO°C/hour) from a phase on the higher temperature side than the smectic phase, such as a cholesteric phase (chiral nematic phase), a nematic phase, or a real phase. During the cooling process, Sm
SmA (smectic A phase) is formed by a phase transition to a chiral smectic phase in the temperature decreasing process by slow cooling, or it is formed by a phase transition from a cholesteric phase etc. to a chiral smectic phase without diaphragming SmA. can be formed by

本発明で重要な点は、徐冷による降温過程で前述の液晶
を用いた時に、モノドメインのスメクチイック相を形成
することができる。
An important point of the present invention is that a monodomain smectic phase can be formed when the above-mentioned liquid crystal is used in the temperature decreasing process by slow cooling.

本発明で用いる液晶組成物としては、降温過程において
等吉相−コレステリツク相−SmA−カイラルスメクテ
ィック相、等吉相−コレステリツク相−力イラルスメク
ティック相あるいは等吉相−SmA−力イラルスメクテ
ィック相と相転移させる組成分とすることができる。
The liquid crystal composition used in the present invention is a composition that undergoes a phase transition in the temperature-lowering process to a tokiyoshi phase-cholesteric phase-SmA-chiral smectic phase, a tokiyoshi phase-cholesteric phase-a chiral smectic phase, or a tokiyoshi phase-SmA-chiral smectic phase. It can be done in minutes.

第4図は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わしてい
る。第4図で示す液晶素子は、一対の基板101aと1
01bの間に複数のスペーサ部材203が配置されてい
る。このスペーサ部材203は、例えば配向制御膜10
5が設けられている基板101aの上に5iO1Si0
2、A文203、TiO2などの無機化合物あるいはポ
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
ル樹脂やフォトレジスト樹脂などの樹脂類を適当な方法
で被膜形成した後に、所定の位置にスペーサ部材203
が配置されるようにエツチングすることによって得るこ
とができる。
FIG. 4 shows another specific example of the liquid crystal element of the present invention. The liquid crystal element shown in FIG. 4 consists of a pair of substrates 101a and 1
A plurality of spacer members 203 are arranged between 01b. This spacer member 203 is, for example, the alignment control film 10
5iO1Si0 on the substrate 101a provided with 5iO1Si0
2, A text 203, inorganic compounds such as TiO2 or polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide,
Resins such as polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, Yurya resin, acrylic resin, and photoresist resin are prepared by an appropriate method. After forming a film, a spacer member 203 is placed in a predetermined position.
can be obtained by etching so that

この様なセル構造体100は、基板101aと101b
の両側にはクロスニコル状態また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102aと102b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。
Such a cell structure 100 includes substrates 101a and 101b.
Polarizers 107 and 108 in a crossed Nicol state or a parallel Nicol state are respectively arranged on both sides of the electrodes 102a and 102b, and optical modulation occurs when a voltage is applied between the electrodes 102a and 102b.

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〕 ピッチ100終mで幅62.5 ILm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を用
意し、これの電極となるITO膜が設けられている側を
下向きにして第5図に示す斜め蒸着装置にセットし、次
いでモリブデン製るつぼ内に5i02の結晶をセットし
た。
[Example 1] A square glass substrate on which a striped ITO film with a pitch of 100 m and a width of 62.5 ILm was provided as an electrode was prepared, and the side on which the ITO film serving as the electrode was provided faced downward. The sample was placed in the oblique evaporation apparatus shown in FIG. 5, and then a 5i02 crystal was placed in a molybdenum crucible.

しかる後に蒸着装置内を1O−5Torr程度の真空状
態としてから、所定の方法でガラス基板上に5i02を
剥め蒸着し、800人の斜め蒸着膜を形成した(A電極
板)。
Thereafter, the inside of the vapor deposition apparatus was made into a vacuum state of about 10-5 Torr, and then 5i02 was peeled and vapor-deposited on the glass substrate by a predetermined method to form an 800 obliquely vapor-deposited film (electrode plate A).

一方、同様のストライプ状のITO膜が形成されたガラ
ス基板上にポリイミド形成溶液(日立化成工業(株)製
のrPIQJ  ;不揮発分濃度14.5 w t%)
をスピナー塗布機で塗布し、120℃で30分間加熱を
行なって800人の被膜を形成した(B電極板)。
On the other hand, a polyimide forming solution (rPIQJ manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.; non-volatile content concentration 14.5 wt%) was placed on a glass substrate on which a similar striped ITO film was formed.
was applied using a spinner coater and heated at 120° C. for 30 minutes to form a film of 800 people (electrode plate B).

次いでA電極板の周辺部に注入口となる個所を除いて熱
硬化型エポキシ接着剤をスクリーン印刷法によって塗布
した後に、A電極板とB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、2枚の電極板の間隔をポ
リイミドスペーサで2pmに保持した。
Next, a thermosetting epoxy adhesive is applied to the periphery of the A electrode plate except for the area that will become the injection port using a screen printing method, and then the striped pattern electrodes of the A electrode plate and the B electrode plate are overlapped so that they are perpendicular to each other. The distance between the two electrode plates was maintained at 2 pm using a polyimide spacer.

こうして作成したセル内に等吉相となっている下記液晶
組成物Aを注入口から注入し、その注入口を封口した。
The liquid crystal composition A shown below in the Edoyoshi phase was injected into the thus prepared cell through the injection port, and the injection port was sealed.

このセルを徐冷によって降温させ、温度を25℃で維持
させた状態で、一対の偏光子をクロスニコル状態で設け
てから顕微鏡観察したところ、非らせん構造を採り、配
向欠陥のないモノドメインのSmC)kが形成されてい
ることが判明した。
When this cell was slowly cooled to a temperature maintained at 25°C and a pair of polarizers were placed in a crossed nicol state, microscopic observation revealed that it had a non-helical structure and was a monodomain with no orientation defects. It was found that SmC)k was formed.

’ILAU口E叛J 〔実施例2〕 ピッチ1100JLで幅62.5pmのストライプ状の
ITO電極を設けである正方形状のガラス基板を2枚用
意し、それぞれの基板上にポリイミド形成溶液(実施例
1と同様のもの)をスピンナー塗布機で塗布し、120
℃で30分間加熱した後、200℃で60分さらに35
0℃で30分間加熱を行なって800人のポリイミド膜
を形成した。
'ILAU口E叛J [Example 2] Two square glass substrates on which striped ITO electrodes with a pitch of 1100 JL and a width of 62.5 pm are provided are prepared, and a polyimide forming solution (Example 2) is prepared on each substrate. 1) using a spinner coater to coat 120
℃ for 30 minutes, then 200℃ for 60 minutes and 35 minutes.
Heating was performed at 0° C. for 30 minutes to form an 800-layer polyimide film.

この2枚の基板上に形成したポリイミド膜に、それぞれ
重ねた時にラビング方向が平行となり、且つストライブ
状ITO電極が互いに直交する様にしてビロードによる
ラビング処理を施した。
The polyimide films formed on these two substrates were rubbed with velvet so that when they were stacked, the rubbing directions were parallel and the striped ITO electrodes were perpendicular to each other.

次いで互いにラビング方向が平行となる様に2枚の基板
を重ね合せ、一方の基板の周辺部に注入口となる個所を
除いて熱硬化型エポキシ接着剤をスクリーン印刷法によ
って塗布した後に、2枚の基板を重ね合せ、2枚の基板
の間隔をポリイミドスペーサで2pmに保持した。
Next, the two substrates are stacked so that the rubbing directions are parallel to each other, and a thermosetting epoxy adhesive is applied to the periphery of one substrate by screen printing except for the area that will become the injection port. The two substrates were stacked on top of each other, and the distance between the two substrates was maintained at 2 pm with a polyimide spacer.

こうして作成したセル内に等吉相となっている前述の液
晶組成物Aを注入口から注入し、その注入口を封口した
。このセルを徐冷によって降温させ、温度を維持させた
状態で、一対の偏光子をクロスニコル状態で設けてから
顕微鏡観察したところ、非らせん構造を採り、配向欠陥
のないモノドメインのSmC)ICが形成されてい〔実
施例3と4〕 前記実施例2の液晶素子を作成した際に用いた液晶組成
物に代えて、下記組成の液晶組成物B(実施例3)及び
C(実施例4)を用いたほかは、実施例2と全く同様の
方法で強誘電性液晶素子を作成した。
The above-mentioned liquid crystal composition A, which was in the isokyoshi phase, was injected into the cell thus prepared through the injection port, and the injection port was sealed. The temperature of this cell was lowered by slow cooling, and while the temperature was maintained, a pair of polarizers were placed in a crossed nicol state, and microscopic observation revealed that it had a non-helical structure and was a monodomain SmC) IC with no orientation defects. [Examples 3 and 4] In place of the liquid crystal composition used when creating the liquid crystal element of Example 2, liquid crystal compositions B (Example 3) and C (Example 4) having the following compositions were used. ) A ferroelectric liquid crystal device was produced in exactly the same manner as in Example 2, except that ferroelectric liquid crystal elements were used.

この強誘電性液晶素子を偏光顕微鏡で観察したところ、
配向欠陥を生じていない非らせん構造のモノドメインが
確認できた。
When observing this ferroelectric liquid crystal element with a polarizing microscope, we found that
A non-helical monodomain with no orientation defects was confirmed.

液J%JIJ二處」1S 〔発明の効果〕 前記した様に、本発明によれば前述した特定の液晶を用
いることによって、配向欠陥の生じていないスメクティ
ック相を形成することができ、特に配向欠陥のない非ら
せん構造の強誘電性液晶相を形成することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by using the above-mentioned specific liquid crystal, it is possible to form a smectic phase free from alignment defects, and in particular, by using the above-mentioned specific liquid crystal, it is possible to form a smectic phase free from alignment defects. A defect-free, non-helical ferroelectric liquid crystal phase can be formed.

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

第1図は、カイラルスメクティック液晶を用いた液晶素
子を模式的に示す斜視図である。 第2図は、同液晶素子の双安定性を模式的に示す斜視図
である。第3図(A)は、本発明の液晶素子を表わす平
面図で、第3図(B)はそのA−に断面図である。第4
図は、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図は、本発明の液晶素子を作成する際に用い
る斜め蒸着装置を模式的に表わす断面図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal element using chiral smectic liquid crystal. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the bistability of the liquid crystal element. FIG. 3(A) is a plan view showing the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 3(B) is a cross-sectional view taken along line A-. Fourth
The figure is a sectional view showing another specific example of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an oblique evaporation apparatus used in producing the liquid crystal element of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)一対の基板間に、下記一般式( I )で表わされ
る光学活性基をもつ液晶性化合物又は下記一般式( I
)で表わされる光学活性基をもつ液晶性化合物を含有す
る液晶組成物を封入したセル構造をなし、前記液晶化合
物又は組成物のスメクティック相を該スメクティック相
より高温側の相からの相転移により形成するとともに、
前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の面が界面
で接する分子軸方向を優先して一方向に配列させる効果
を有していることを特徴とする液晶素子。 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔上記一般式中Rは炭素数1〜20の直鎖状、分岐状も
しくは環状の飽和または不飽和の炭化水素基を示す。ま
た*は不斉炭素原子を示す。〕(2)前記液晶性化合物
が下記一般式(1)で表わされる化合物である特許請求
の範囲第1項記載の液晶素子。 一般式(1) ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_1は炭素原子数1〜20のアルキル基又は
アルコキシ基である。Rは、炭素原子数1〜20の直鎖
状、分岐状もしくは環状の飽和または不飽和の炭化水素
である。 *は不斉炭素原子である。〕 (3)前記液晶性化合物が下記一般式(2)で表わされ
る化合物である特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 一般式(2) ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_2は炭素原子数1〜20のアルキル基又は
アルコキシ基である。Rは、炭素原子数1〜20の直鎖
状、分岐状もしくは環状の飽和または不飽和の炭化水素
基である。*は不斉炭素原子である。〕 (4)前記液晶性化合物が下記一般式(3)で表わされ
る化合物である特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 一般式(3) ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、R_3は炭素原子数1〜20のアルキル基又は
アルコキシ基である。Rは、炭素原子数1〜20の直鎖
状、分岐状もしくは環状の飽和または不飽和の炭化水素
基である。*は不斉炭素原子である。〕
[Scope of Claims] (1) A liquid crystal compound having an optically active group represented by the following general formula (I) or a liquid crystal compound having the following general formula (I) between a pair of substrates.
) has a cell structure that encapsulates a liquid crystal composition containing a liquid crystal compound having an optically active group represented by the formula, and forms a smectic phase of the liquid crystal compound or composition by phase transition from a phase on the higher temperature side than the smectic phase. At the same time,
A liquid crystal element characterized in that the surface of at least one of the pair of substrates has the effect of arranging the molecular axes in one direction preferentially in the direction of the molecular axes in contact with each other at an interface. General Formula (I) ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. are available▼ [In the above general formula, R represents a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Also, * indicates an asymmetric carbon atom. (2) The liquid crystal element according to claim 1, wherein the liquid crystal compound is a compound represented by the following general formula (1). General formula (1) ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. are included ▼ [In the formula, R_1 is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. R is a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms. * is an asymmetric carbon atom. (3) The liquid crystal element according to claim 1, wherein the liquid crystal compound is a compound represented by the following general formula (2). General formula (2) ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. are available▼ [In the formula, R_2 is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. R is a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. * is an asymmetric carbon atom. (4) The liquid crystal element according to claim 1, wherein the liquid crystal compound is a compound represented by the following general formula (3). General formula (3) ▲There are numerical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [In the formula, R_3 is an alkyl group or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. R is a linear, branched or cyclic saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. * is an asymmetric carbon atom. ]
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