JPS6147930A - Liquid crystal electrooptic device - Google Patents

Liquid crystal electrooptic device

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JPS6147930A
JPS6147930A JP16888284A JP16888284A JPS6147930A JP S6147930 A JPS6147930 A JP S6147930A JP 16888284 A JP16888284 A JP 16888284A JP 16888284 A JP16888284 A JP 16888284A JP S6147930 A JPS6147930 A JP S6147930A
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JP
Japan
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liquid crystal
phase
optical device
electric field
temperature
Prior art date
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Application number
JP16888284A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Matsumoto
哲郎 松本
Yutaka Nakagawa
豊 中川
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6147930A publication Critical patent/JPS6147930A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve contrast and memory effect by holding a liquid crystal layer to a temp. range approximate to the upper limit temp. of a smectic C phase and impressing an electric field having a DC bias voltage thereto so that the satisfactory orientation of a ferroelectric liquid crystal is easily obtd. CONSTITUTION:Conductive films 2a, 2b and orientation control films 3a, 3b are formed respectively on the surfaces of substrates 1a, 1b. The films 2a, 2b are the electrodes for impressing the electric field to the liquid crystal 4 held between the substrates 1a, 1b. The films 3a, 3b orient horizontally the liquid crystal 4. The circumference is fixed by a sealant 5 in such a manner that the substrates 1a, 1b are held parallel at a specified spacing to form a cell. The ferroelectric liquid crystal compsn. is thereafter heated to a cholesteric phase and is packed into the cell, then the cell is sealed. Polarizing plates 6a, 6b are disposed on the outside of the cell. The cell is cooled down to the smectic C phase and is held at said temp. The electric field having the DC bias voltage is impressed to the liquid crystal layer by using the electrodes 3a, 3b. The temp. range at which the initial orientation is effected is the range approximate to the upper limit temp. of the smectic C phase.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いた、表示装置、光シヤツ
ター装置等の液晶電気光学装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to liquid crystal electro-optical devices such as display devices and optical shutter devices using ferroelectric liquid crystals.

〔従来技術〕[Prior art]

ネマチック液晶を用いた表示装置は、消費電力が少ない
とと、駆動電圧が小さいこと、薄く小型にできることな
どの利点をもち、電卓、時計その他機々な用途に多く用
いられている。しかし、その電気光学的応答は遅く、高
速応#を必要とする分野、例えば光通信、プリンターヘ
ッド等の光シヤツター装置への応用は制限されてきた。
Display devices using nematic liquid crystals have advantages such as low power consumption, low driving voltage, and can be made thin and compact, and are often used in calculators, watches, and other devices. However, its electro-optical response is slow, and its application to fields requiring high-speed response, such as optical communications and optical shutter devices such as printer heads, has been limited.

最近、強誘電性液晶を用いた、電気光学装置の報告がな
された。(例えば、N、 A、 01ark、B、 T
Recently, reports have been made on electro-optical devices using ferroelectric liquid crystals. (For example, N, A, 01ark, B, T
.

Lagerwall、 Appl、 Phya、 La
tt、 56 、p、 899.(1980):これは
、液晶がカイラルスメクチックC相及びH相において、
強誘電性を示すことを利用したものである。これらの相
において、液晶分子は層構造を外し、その分子長軸方向
は、層垂直方向に対しある一定角度だけ傾いている。こ
の分子に垂直で、かつ層平面に含まれる方向に自発分極
をもち、外部から印加された電界の方向に対し、自発分
極の方向をそろえようとすることで、分子の向きが変わ
シ、光学的な変化がおきる。その電気光学的応答は、従
来の液晶装置の応答に比較して、10〜1000倍速い
ものであシ、高速光シャッター装置への応用が可能であ
る。また、電界に対して、双安定性をもたせることも可
能であることから、大型の表示装置への応用が可能であ
る。
Lagerwall, Appl, Phya, La
tt, 56, p, 899. (1980): This shows that the liquid crystal is in the chiral smectic C and H phases.
This takes advantage of the fact that it exhibits ferroelectricity. In these phases, the liquid crystal molecules have a layered structure, and the long axis direction of the molecules is tilted at a certain angle with respect to the layer perpendicular direction. This molecule has spontaneous polarization in a direction perpendicular to it and included in the layer plane, and by trying to align the direction of the spontaneous polarization with respect to the direction of the externally applied electric field, the orientation of the molecule changes and optical A change occurs. Its electro-optical response is 10 to 1000 times faster than that of a conventional liquid crystal device, making it applicable to high-speed optical shutter devices. Furthermore, since it is possible to provide bistability with respect to an electric field, it is possible to apply it to large-sized display devices.

〔発明の解決しようとする問題点〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、これらの装置を作るには、液晶が均一に
配向したセルを作成する必要があるが、スメクチック液
晶は配向制御が・ネマチック液晶に比べ難しく、実用化
をはばむ原因の一つになっている。従来、強誘電性液晶
を配向させる手段としては、次のような方法がある。
However, to create these devices, it is necessary to create cells in which liquid crystals are uniformly aligned, but controlling the alignment of smectic liquid crystals is more difficult than that of nematic liquid crystals, which is one of the reasons for hindering their practical application. . Conventionally, there are the following methods for aligning ferroelectric liquid crystals.

(1)、強力な磁場を印加しつつ、等方相より冷却する
(1) Cooling from the isotropic phase while applying a strong magnetic field.

(2)、セルを構成する2枚の基板を、ずらす方向に微
小に撮動させる。
(2) The two substrates constituting the cell are minutely photographed in a direction in which they are shifted.

(3)、配向制御膜を形成し、等方相より除冷する。(3) Form an orientation control film and slowly cool it from the isotropic phase.

(1)の方法は、強力な磁場を発生させるのく大きな装
置が必要であシ、また1011tn以下のセル厚におい
ては配向制御が難しい。(2)についても振動を与える
ための装置を必要とし、またセルのシール方法など、解
決すべき問題点が多く残っている。(3)の方法に関し
ては、最も実用的な方法ではちるが、液晶の温度コント
ロールを厳密に行なわなければならず、セルを一定温度
に保つ装置が必要であ)、また除冷に時間がかかるとい
う欠点がある。
Method (1) requires a large device to generate a strong magnetic field, and orientation control is difficult in cell thicknesses of 1011 tn or less. Regarding (2), a device for applying vibration is required, and there are still many problems to be solved, such as the method of sealing the cell. Method (3) is the most practical method, but it requires strict temperature control of the liquid crystal, requires a device to keep the cell at a constant temperature), and takes time to slowly cool down. There is a drawback.

このように、従来の強誘電性スメクチック液晶の配向制
御方法を用いる電気光学装置は、セルの周辺部に配向制
御を行うための装置を必要とするため、液晶装置のもつ
小型であるという利点がなくなってしまう。
As described above, electro-optical devices that use conventional alignment control methods for ferroelectric smectic liquid crystals require devices for controlling alignment in the periphery of the cell, so the advantage of small size of liquid crystal devices is lost. It's gone.

〔問題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去するた
め罠なされたもので、配向制御処理をほどこした2枚の
電極付基板間にスメクチック0相を有する強誘電性液晶
層を保持した液晶電気光学装置において、液晶層に初期
配向を与えるにらた〕、該液晶層をスメクチックC相の
上限温度に近す温度範囲に保持し、直流バイアス電圧を
有する電界を印加することにより、液晶層に初期配向を
与えることを特徴とする液晶電気光学装置を提供するも
のである。
The present invention has been made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and it is a liquid crystal that maintains a ferroelectric liquid crystal layer having a smectic zero phase between two electrode-attached substrates that have been subjected to alignment control treatment. In an electro-optical device, in order to give an initial orientation to a liquid crystal layer, the liquid crystal layer is maintained at a temperature close to the upper limit temperature of the smectic C phase and an electric field having a DC bias voltage is applied. The present invention provides a liquid crystal electro-optical device characterized in that an initial orientation is given to a liquid crystal electro-optical device.

第1図は、本発明の基本的な液晶電気光学装置の断面図
である。2枚の透明基板(1a)、(1))の表面に1
それぞれ透明な導電膜(2a)、(2b)と配向制御膜
C3tL)、(311)を形成する。
FIG. 1 is a sectional view of a basic liquid crystal electro-optical device of the present invention. 1 on the surface of two transparent substrates (1a), (1))
Transparent conductive films (2a) and (2b) and alignment control films C3tL) and (311) are formed, respectively.

導電膜(2a)、(2b)は、基板間に保持された、液
晶層(4)に電界を印加するための電極であシ、配向を
整える目的と、電気光学的応答を生じさせる目的で設け
られているもので、工nzos  か、5nO1等から
なシ、所定のパターンに形成されている。      
         \配向制御膜(5a) 、(311
)は、液晶を水平配向させるものであり、代表的なもの
としては、有機高分子膜、特にポリイミド系高分子膜を
形成し、布で一定方向にラビングしたものが好ましいが
、その他、EIiO等の斜め蒸着膜も有効であシまたオ
ーバーコート膜を形成せずに、直接、導電膜(2a) 
、(2b)をラビングして配向制御膜を形成してもよい
。すなわち、ネマチック液晶を水平配向させる手段は、
本発明にも有効である。
The conductive films (2a) and (2b) are electrodes held between the substrates for applying an electric field to the liquid crystal layer (4), and are used for the purpose of adjusting the orientation and producing an electro-optical response. It is formed of a predetermined pattern, and is made of a material such as Nzos or 5nO1.
\Orientation control film (5a), (311
) is used to horizontally align liquid crystals, and a typical example is one in which an organic polymer film, particularly a polyimide polymer film, is formed and rubbed in a certain direction with a cloth.Other methods include EIiO, etc. It is also effective to apply an obliquely deposited film to the conductive film (2a) without forming an overcoat film.
, (2b) may be rubbed to form an alignment control film. In other words, the means for horizontally aligning nematic liquid crystals is as follows:
It is also effective in the present invention.

このような配向処理を行ったのち、該基板が平行、かつ
一定の間隔で保持されるように、スペーサー、例えば、
有機ビーズ、アルミナ粒子をはさみ、シール剤(5)で
周囲を固定し、セルとする。この際、2枚の基板の配向
制御方向は、お互いに平行になるようKする。
After performing such an alignment process, a spacer, for example,
Organic beads and alumina particles are sandwiched and the surrounding area is fixed with a sealant (5) to form a cell. At this time, the orientation control directions of the two substrates are set to be parallel to each other.

その後、強誘電性液晶組成物を、コレステリック相、あ
るいは等方相まで加熱し、セルに注入した後、封止する
。セルの外側に2枚の偏光板(6a) 、(6b)を、
その偏光軸がお互いに直交し、かつ一方の偏光軸と基板
の配向制御方向が一致するようK、配置する。基板(1
b)側K、光源(7)を置き、反対側へ光が透過するよ
うにする。
Thereafter, the ferroelectric liquid crystal composition is heated to a cholesteric phase or an isotropic phase, injected into a cell, and then sealed. Two polarizing plates (6a) and (6b) are placed outside the cell,
They are arranged so that their polarization axes are orthogonal to each other and one polarization axis and the orientation control direction of the substrate coincide. Substrate (1
b) Place the light source (7) on side K, so that the light is transmitted to the opposite side.

なお、反射型で用いる場合には、偏光板(61))の外
側に反射板を設ければよい。
In addition, when using a reflective type, a reflective plate may be provided outside the polarizing plate (61).

該セルを、スメクチック0相まで冷却し、観察すると、
液晶分子は様々な方向を向いていることがわかる。この
セルをこの温度に保持して電極(3,) 、(3b)を
用いて直流バイアス電圧を有する電界を印加する。
When the cell is cooled to smectic 0 phase and observed,
It can be seen that liquid crystal molecules are oriented in various directions. The cell is maintained at this temperature and an electric field with a DC bias voltage is applied using electrodes (3,) and (3b).

この直流バイアス電圧を有する電圧としては、単に直流
電圧のみでもよいが、直流と交流とを重畳した電圧を印
加することが、初期配向をとるための温度範囲が広くか
つ低電圧ですむことから好ましい。
The voltage having this DC bias voltage may be simply a DC voltage, but it is preferable to apply a voltage that is a combination of DC and AC, since the temperature range for obtaining the initial orientation is wide and a low voltage is required. .

この直流と交流とを重畳する場合、直流と交流の比は5
0:1〜1:1が好ましく、配向欠陥の少ない良い配向
が容易(得られる。
When this direct current and alternating current are superimposed, the ratio of direct current and alternating current is 5
A ratio of 0:1 to 1:1 is preferable, and good alignment with few alignment defects can be easily obtained.

また、交流に直流を重畳するのと同様の効果を得る方法
として、交流において正の電界を印加する時間と負の電
界を印加する時間の比(以下、これをデユーティ−と呼
ぶ)を通常の1=1からはずし、好ましくは9:11〜
1:20とするととKより低電圧又は短時間で良好な配
向を得ることができる。特に、少ない時間で良好な配向
を得るには、2:3〜3:17のデユーティ−の範囲が
特に好ましい。
In addition, as a method to obtain the same effect as when direct current is superimposed on alternating current, the ratio of the time to apply a positive electric field to the time to apply a negative electric field (hereinafter referred to as duty) is compared to the normal 1 = removed from 1, preferably from 9:11
When the ratio is 1:20, good alignment can be obtained at a lower voltage or in a shorter time than with K. In particular, in order to obtain good alignment in a short amount of time, a duty ratio of 2:3 to 3:17 is particularly preferable.

もちろん、デユーティ−が1=1以外の交流に直流を重
畳させることもできる。仁の交流としてはサイン波、矩
形波、三角波1等種々のものが使用できる。この交流の
周波数は、1にHz以上が好ましい。
Of course, it is also possible to superimpose a direct current on an alternating current with a duty other than 1=1. Various types of alternating current can be used, such as a sine wave, a square wave, and a triangular wave. The frequency of this alternating current is preferably 1 to 1 Hz or higher.

印加スる電界は、スレシュホールド電圧の2〜100倍
程度であるが、初期配向をとる温度、波形、時間等によ
り変化するので、夫々の液晶に適した範囲に実験的によ
勺定めればよく、又、時間も数十秒から数分程度でよい
The applied electric field is about 2 to 100 times the threshold voltage, but it changes depending on the temperature, waveform, time, etc. at which the initial orientation is achieved, so it can be determined experimentally within a range suitable for each liquid crystal. The time required may be from several tens of seconds to several minutes.

この初期配向をとる温度範囲は、スメクチックC相の上
限温度に近い温度範囲であり、特に、スメクチックC相
の上限温度、例えばスメクチック0相−コレステリック
相転位温度、とその温度から10℃低い温度との間の1
0℃の範囲が好ましい。直流電圧のみを印加するときに
は、この温度範囲の中でも高い温度範囲とすることが好
ましい。
The temperature range in which this initial orientation occurs is close to the upper limit temperature of the smectic C phase, and in particular, the upper limit temperature of the smectic C phase, for example, the smectic 0 phase-cholesteric phase transition temperature, and the temperature 10°C lower than that temperature. 1 between
A range of 0°C is preferred. When applying only a DC voltage, it is preferable to set the temperature in a higher temperature range within this temperature range.

この初期配向け、液晶セル製造時には必ず必要となるが
、その後は配向がくずれたときのみに必要となシ、具体
的には、液晶の結晶化とか高電圧印加より配向不良を生
じたとき等がある。
This initial alignment is always necessary when manufacturing a liquid crystal cell, but after that it is only necessary when the alignment breaks down. Specifically, when alignment defects occur due to crystallization of the liquid crystal or high voltage application, etc. There is.

使用する液晶に関しては、強誘電性を示す液晶ならば、
本発明は有効であるが、特に、スメクチックC相より高
い温度において、コレステリック相、あるいは、ネマチ
ック相をもつ液晶に対して、良好な配向が得られる。
Regarding the liquid crystal to be used, if it is a liquid crystal that exhibits ferroelectricity,
Although the present invention is effective, particularly at temperatures higher than the smectic C phase, good alignment can be obtained for liquid crystals having a cholesteric phase or a nematic phase.

スメクチックC相を有する単体液晶としては次のような
ものがある。
Examples of single liquid crystals having a smectic C phase include the following.

以下の例でH+は不齋炭素又はノ・ロゲンを有するアル
キル基又はアルコキシ基を示し、Rは直鎖アルキル基又
は直鎖アルコキシ基を示し、一つの化合物に同一のR”
、Rが示されていてもそれらは同一の基とは限らない。
In the following examples, H+ represents an alkyl group or an alkoxy group having a negative carbon or a nitrogen, R represents a straight-chain alkyl group or a straight-chain alkoxy group, and the same R'' is present in one compound.
, R are not necessarily the same group.

R”−◎壜−coo−@)−R R−◎−0H−N−■−CH=OH−Coo−R”R−
O−■−coo−◎−R” R−■−coo−■−R4に ! 又、上述のようなスメクチック0“相を示す液晶に他の
液晶を加えてその特性を改善してもよく、これには公知
の種々の液晶又は非液晶の液晶用添加物が使用でき、例
えば以下のようなものがある。
R"-◎bottle-coo-@)-R R-◎-0H-N-■-CH=OH-Coo-R"R-
O-■-coo-◎-R" R-■-coo-■-R4! Also, other liquid crystals may be added to the liquid crystal exhibiting the smectic 0" phase as described above to improve its properties. Various known liquid crystal or non-liquid crystal additives for liquid crystals can be used for this, examples of which include the following.

R−# 0OO−◎4 R−i0008R ReOOO−(@−aoo−)u R−■(沢000−@xR 本発明では、スメクチック0相を有する液晶化合物の少
なくとも1つと必要に応じて他の液晶化合物又は非液晶
の液晶用添加物を加えた液晶組成物であって、液晶組成
物としてスメクチックC相を示すものであれば使用でき
、上述の化合物は単に例示にしかすぎない。
R-# 0OO-◎4 R-i0008R ReOOO-(@-aoo-)u R-■(Sawa000-@xR In the present invention, at least one liquid crystal compound having a smectic 0 phase and other liquid crystals as necessary Any liquid crystal composition to which a compound or a non-liquid crystal additive for liquid crystal is added and which exhibits a smectic C phase can be used, and the above-mentioned compounds are merely examples.

〔作用〕 第2図は、本発明の分子の配向方向、及び電気光学的応
答を説明する説明図であシ、基板(1a)側から見た液
晶分子の配向状態を示す。
[Operation] FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the orientation direction of molecules and electro-optical response of the present invention, and shows the orientation state of liquid crystal molecules as seen from the substrate (1a) side.

液晶分子(8)の長辺方向が分子長軸方向を示し、光学
弾性軸と一致する。また、(9)の方向が、基板(1a
)、(1b)の配向制御方向を示す。交流電界のみを印
加した場合には、(a−1)と(1)−2)の2種類の
配向状態の部分が混じシ合ってでき、全体に均一な配向
は得られない。直流バイアスを有する電界、特に交流に
、正の直流電界を重畳させた場合は、電極の部分全体が
均一な配向状態(a−1)Kなシ、交流に負の直流電界
を重畳した場合には、均一な配向状態(1)−2) I
cなる。
The long side direction of the liquid crystal molecule (8) indicates the long axis direction of the molecule, which coincides with the optical elastic axis. Also, the direction of (9) is the substrate (1a
) and (1b) are shown. When only an alternating electric field is applied, parts with two types of orientation states (a-1) and (1)-2) are mixed together, and uniform orientation cannot be obtained throughout. When a positive DC electric field is superimposed on an electric field with a DC bias, especially an alternating current, the entire electrode part is in a uniform orientation state (a-1).When a negative DC electric field is superimposed on an alternating current, is a uniform orientation state (1)-2) I
It becomes c.

ここに、正の電界とは、基板(1b)に対し、基板(1
a)の電位が低い場合をいう。また、液晶材料の種類(
よっては、この配向と電界の向きの関係は逆になる。以
上述べたように、直流バイアスを有する電界、特に交流
と直流を重畳させた電界を印加することで、均一な初期
配向が得られる。
Here, the positive electric field refers to the substrate (1b) with respect to the substrate (1b).
This refers to the case where the potential in a) is low. In addition, the type of liquid crystal material (
Therefore, the relationship between this orientation and the direction of the electric field is reversed. As described above, uniform initial orientation can be obtained by applying an electric field having a DC bias, particularly an electric field in which alternating current and direct current are superimposed.

上記のように、配向を整えたセルに、正負の直流電界を
印加することで、(a−1)から(a−2)へ、(a−
2)から(a−1)へ、または(b−1)から(1)−
2)へ、(b〜2)から(b−1)へ、その電界の向き
に応じて配向が変化する。(a−1)または(b−2)
においては、液晶層の光学弾性軸と二枚の偏光板の偏光
軸のいづれか一方とが直交するため、光が透過しなuo
(a−2)、(b−1)においては、偏光軸と液晶層の
光学弾性軸が一定角度(2θとする)だけ傾むくため、
液晶層の複屈折性忙より、光が透過する。その透過光強
度は、入射光強度t−として、次式で表わされる。
As described above, by applying positive and negative DC electric fields to the aligned cell, the direction from (a-1) to (a-2) is changed from (a-1) to (a-2).
2) to (a-1) or (b-1) to (1)-
2) and from (b-2) to (b-1), the orientation changes depending on the direction of the electric field. (a-1) or (b-2)
In this case, the optical elastic axis of the liquid crystal layer and one of the polarization axes of the two polarizing plates are perpendicular to each other, so no light is transmitted through the uo
In (a-2) and (b-1), since the polarization axis and the optical elastic axis of the liquid crystal layer are tilted by a certain angle (2θ),
Light is transmitted through the liquid crystal layer due to its birefringence. The transmitted light intensity is expressed as the incident light intensity t- by the following equation.

ここで、二は液晶の屈折率異方性、dは液晶層の厚さ、
λは入射光の光の波長である。
Here, 2 is the refractive index anisotropy of the liquid crystal, d is the thickness of the liquid crystal layer,
λ is the optical wavelength of the incident light.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1 工nzo1−8nO,の透明電極をパターニングしたガ
ラス基板を透明電極面が相対向するように約3μm径の
アルミナ粒子を面内スペーサーとして散布して、配置し
、周辺をシールしてセルとした。
Example 1 A glass substrate with a patterned transparent electrode of 1-8nO was placed by scattering alumina particles with a diameter of about 3 μm as an in-plane spacer so that the transparent electrode surfaces faced each other, and the periphery was sealed to form a cell. And so.

このセル内に、第1表記載のスメクチックC相を示す液
晶組成物をそのスメクチックC相−コレステリック相転
移温度(以下転移温度という)である6F16℃よりも
高い温度である150℃に加熱し、注入し、注入口をエ
ポキシ樹脂で封止した。
In this cell, a liquid crystal composition exhibiting a smectic C phase listed in Table 1 is heated to 150°C, which is a temperature higher than its smectic C phase-cholesteric phase transition temperature (hereinafter referred to as transition temperature) of 6F16°C, The injection port was sealed with epoxy resin.

次いで、セルの温度を転移温度以下の67℃に保持して
、75vの直流電界を1分間印加したところ、良好な配
向が得られた。
Next, when the temperature of the cell was maintained at 67° C. below the transition temperature and a DC electric field of 75 V was applied for 1 minute, good orientation was obtained.

実施例2 実施例1で用いたと同一のセルを用い、セルの温度を転
移温度以下の63℃に保持して、50’710′KF1
gの交流に5vの直流を重畳させた電界を30秒間印加
したところ、良好な配向が得られた。
Example 2 Using the same cell as used in Example 1, maintaining the cell temperature at 63°C below the transition temperature, 50'710'KF1
When an electric field consisting of a superimposed alternating current of g and a direct current of 5 volts was applied for 30 seconds, good orientation was obtained.

第1表 一ブナル基を示す ElmYl 、 9mYt :カイラル・スメクチック
C相以外のスメクチック相 SmO” :カイラル・スメクチックC相Ch:コレス
テリック相 工  :等方性液体相 実施例3 実施例1で用いたものと同一のセルを用い、セルの温度
を転移温度以下の63℃に保ち、50v110■z1デ
ユーティ−1:4の方形波を10秒印加したところ、良
好な配向が得られた。
Table 1 ElmYl, 9mYt: Smectic phase other than chiral smectic C phase SmO'': Chiral smectic C phase Ch: Cholesteric phase: Isotropic liquid phase Example 3 What was used in Example 1 Using the same cell as above, maintaining the cell temperature at 63° C. below the transition temperature, and applying a square wave of 50 volts 110×z1 duty-1:4 for 10 seconds, good alignment was obtained.

第3、i4図に、実施例2によって初期配向をとった第
1図の構成のセルの電気光学特性を示す。温度を50℃
に保ち、光源にはハロゲン・ランプを用い、透過光強度
をフォトマルで測定した。
FIG. 3 and i4 show the electro-optical characteristics of the cell having the configuration shown in FIG. 1 in which the initial orientation was taken according to Example 2. temperature to 50℃
A halogen lamp was used as the light source, and the intensity of transmitted light was measured using a Photomaru.

第3図は、207,0.1Hzの三角波を印加し、セル
の透過光強度の電圧変化を示したものである。Ov以下
では、配向け(a−1)の状態であり、光はほとんど透
過しない。またto’7以上では(a−2)の状態でち
ゃ、光は透過する。コントラストは、20以上と非常に
よい。また、5〜8Vにおいては、−20vから電圧を
上げた場合と、+20Vから電圧を下げていった場合で
、2つの安定な状態があり、仁のメモリー効果を利用し
て、大型表示装置に用いることができる。
FIG. 3 shows the voltage change in the transmitted light intensity of the cell when a 207.0.1 Hz triangular wave was applied. Below Ov, the orientation is (a-1), and almost no light is transmitted. Moreover, at to'7 or more, light is transmitted in the state (a-2). The contrast is very good at 20 or more. In addition, at 5 to 8V, there are two stable states: when the voltage is increased from -20V and when the voltage is decreased from +20V. Can be used.

第4図は、10V、  100Hzの矩形波を印加した
場合の透過光強度の時間変化を示した図である。+10
’7から−107へ電圧が変化した場合は、約(L 5
g5ec、 −107から+1ovへ電圧が変化した場
合は約2m5ec  と高速で応答している。
FIG. 4 is a diagram showing the temporal change in transmitted light intensity when a 10 V, 100 Hz rectangular wave is applied. +10
If the voltage changes from '7 to -107, approximately (L 5
When the voltage changes from g5ec, -107 to +1ov, the response is as fast as about 2m5ec.

なお、上記実施例においては、電極部以外の背景部に関
しては、配向が整わず、光の半透過状態となる。これが
表示品位の低下等をひきおこす場合は、背景部に合わせ
た遮光マスクを設ければよい。
In the above embodiment, the orientation of the background portion other than the electrode portion is not uniform, resulting in a state where light is semi-transparent. If this causes deterioration in display quality, etc., a light-shielding mask that matches the background portion may be provided.

また、上記実施例においては、配向を整えるための電極
と、電気光学的応答を生じさせる電極とを同一のものと
したが、それぞれ別パターンにし、絶縁層を間にはさみ
、−Fi7jV(JL #−Lもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the electrode for adjusting the orientation and the electrode for producing an electro-optical response were the same, but they were made into different patterns, and an insulating layer was sandwiched between them. -L is also good.

また、液晶層の温度を上昇させる手段としては、外部か
らヒーターで暖めてもよいが、セル内部又は外部の電極
に、電流を流し、直接加熱すればより簡単な装置となる
Further, as a means for raising the temperature of the liquid crystal layer, heating from the outside with a heater may be used, but a simpler device can be obtained by directly heating the liquid crystal layer by passing a current through the electrodes inside or outside the cell.

以上、原理は透過型について述べたが、上部に光源を置
き、下部に反射板を置いた反射型でもよく、聾た、強誘
電性液晶く二色性色素を混合し、光の吸収率の変化を利
用する型の装置にも、本発明は有用である。
The principle described above is for a transmissive type, but a reflective type with a light source placed at the top and a reflector at the bottom may also be used.The light absorption rate can be adjusted by mixing a deaf, ferroelectric liquid crystal and a dichroic dye. The present invention is also useful for types of devices that utilize change.

〔効果〕〔effect〕

以上、述べたように、本発明によれば、強誘電性液晶の
良好な配向が簡単に得られるため、コントラストが高く
、メモリー作用もある安価で小型の高速応答液晶電気光
学装置が得られる。
As described above, according to the present invention, since good alignment of ferroelectric liquid crystal can be easily obtained, an inexpensive, compact, high-speed response liquid crystal electro-optical device with high contrast and a memory function can be obtained.

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

第1図は、この発明の基本構成を示す断面図、第2図は
、実施例の液晶層における電圧印加の影響の説明図、第
5図及び第4図は、実施例の電気光学特性を示す図であ
る。 1ζ11・・・基板、2へ2b・・・導電膜、3へ3b
・・・配向制御膜、4・・・液晶、5・・・シール剤、
6a、 6b・・・偏光板、7・・・光源、8・・・液
晶分子、集 1 図 箭2図 (b−11(b−21
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the influence of voltage application on the liquid crystal layer of the example, and FIGS. 5 and 4 show the electro-optical characteristics of the example. FIG. 1ζ11...Substrate, 2b...Conductive film, 3 to 3b
... alignment control film, 4 ... liquid crystal, 5 ... sealant,
6a, 6b...Polarizing plate, 7...Light source, 8...Liquid crystal molecules, Collection 1 Figure 2 (b-11 (b-21

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)配向制御処理をほどこした2枚の電極付基板間に
スメクチツクC相を有する強誘電性液晶層を保持した液
晶電気光学装置において、液晶層に初期配向を与えるに
あたり、該液晶層をスメクチツクC相の上限温度に近い
温度範囲に保持し、直流バイアス電圧を有する電界を印
加することにより、液晶層に初期配向を与えることを特
徴とする液晶電気光学装置。
(1) In a liquid crystal electro-optical device in which a ferroelectric liquid crystal layer having a smectic C phase is held between two substrates with electrodes that have been subjected to alignment control treatment, the liquid crystal layer is smectified to give initial alignment to the liquid crystal layer. A liquid crystal electro-optical device characterized in that an initial orientation is imparted to a liquid crystal layer by maintaining the temperature in a temperature range close to the upper limit temperature of the C phase and applying an electric field having a DC bias voltage.
(2)直流バイアス電圧を有する電界が、交流に直流を
重畳したものであり、交流電圧と直流電圧の比が50:
1〜1:1である特許請求の範囲第1項記載の液晶電気
光学装置。
(2) The electric field with a DC bias voltage is a superimposition of DC on AC, and the ratio of AC voltage to DC voltage is 50:
The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the ratio is 1 to 1:1.
(3)直流バイアス電圧を有する電界が、交流において
正の電圧を印加する時間と負の電圧を印加する時間の比
であるデューティが9:11より大きく1:20以下の
範囲にある特許請求の範囲第1項又は第2項記載の液晶
電気光学装置。
(3) A patent claim in which the electric field having a DC bias voltage has a duty, which is the ratio of the time for applying a positive voltage to the time for applying a negative voltage, in a range of greater than 9:11 and less than or equal to 1:20. A liquid crystal electro-optical device according to item 1 or 2.
(4)デューティが2:5〜3:17である特許請求の
範囲第5項記載の液晶電気光学装置。
(4) The liquid crystal electro-optical device according to claim 5, wherein the duty is 2:5 to 3:17.
(5)上限温度に近い温度範囲が、スメクチツクC相の
上限温度より低くかつその上限温度から10℃低い温度
以上の温度である特許請求の範囲第1項記載の液晶電気
光学装置。
(5) The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the temperature range close to the upper limit temperature is lower than the upper limit temperature of the smectic C phase and at least 10° C. lower than the upper limit temperature.
(6)前記配向制御処理として、有機高分子膜を形成し
、ラビングすることとした、特許請求範囲第1項記載の
液晶電気光学装置。
(6) The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the alignment control process includes forming an organic polymer film and rubbing it.
(7)前記液晶層の温度を上昇させる手段を備え、該液
晶層の温度を強誘電性を示す上限温度近くまで上昇させ
た後、前記電界を印加し、配向を整えることを特徴とす
る特許請求範囲第1項記載の液晶電気光学装置。
(7) A patent characterized in that the device comprises means for raising the temperature of the liquid crystal layer, and after raising the temperature of the liquid crystal layer to near the upper limit temperature exhibiting ferroelectricity, applying the electric field to adjust the orientation. A liquid crystal electro-optical device according to claim 1.
(8)前記交流の周波数が、1KHz以上であることを
特徴とする特許請求範囲第1項ないし第7項のいずれか
一項記載の液晶電気光学装置。
(8) The liquid crystal electro-optical device according to any one of claims 1 to 7, wherein the frequency of the alternating current is 1 KHz or more.
(9)前記液晶層が、カイラルスメクチツクC相を示し
、かつその上の温度においてコレステリツク相を示す液
晶からなることを特徴とする特許請求範囲第1項記載の
液晶電気光学装置。
(9) The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is made of a liquid crystal that exhibits a chiral smectic C phase and exhibits a cholesteric phase at a temperature above that level.
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