JPS6167827A - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

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JPS6167827A
JPS6167827A JP19078984A JP19078984A JPS6167827A JP S6167827 A JPS6167827 A JP S6167827A JP 19078984 A JP19078984 A JP 19078984A JP 19078984 A JP19078984 A JP 19078984A JP S6167827 A JPS6167827 A JP S6167827A
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liquid crystal
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片桐 一春
Kazuo Yoshinaga
和夫 吉永
Shinjiro Okada
伸二郎 岡田
Junichiro Kanbe
純一郎 神辺
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Abstract

PURPOSE:To attain rapid response, formation of high density picture elements and display on a large area by sealing specific liquid crystal components between a pair of substrates and providing one surfaces of the substrates with an effect for orientating the molecular axes of liquid crystal contacted with an interference to one direction with priority. CONSTITUTION:The surfaces of substrates 11, 11' contacted with the liquid crystal at their interference are provided with an effect for arraying the molecular axes of liquid crystal with priority in one direction by using liquid crystal components containing a liquid crystal generating phase transfer from an isotropic phase to a Ch phase, an SmA phase and chiral smectic phases such as SmC*, SmH*, SmF*, SmJ*, SmK*, SmI*, and SmG* in the temperature reducing process and a liquid crystal generating phase transfer from the isotropic phase to the Ch phase and a crystal phase or from the isotropic phase to the Ch phase, the SmA phase and the crystal phase in the temperature reducing process to form a monodomain arraying liquid crystal molecules 13 in one direction. Consequently, both liquid crystal working characteristic and monodomain property of the liquid crystal layer can be obtained and long stability of orientation can be improved. Thus, the liquid crystal element can be used for a display element requiring rapid response, formation of high density picture element and a large display area or an optical shutter.

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り、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。  ・ 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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal element used in a liquid crystal display element, a liquid crystal-optical shutter, etc., and more specifically, a liquid crystal element with improved display and driving characteristics by improving the initial alignment state of liquid crystal molecules. It is related to. - 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.

■!μち1画素密度を高く、或いは画面を大さくするの
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、しかも消費電力が小さいことから、表示素子と
して実用に供されているのは殆んどが1例えばM、5c
hadtとW、He1frich著 “Appliec
l  Physics  Letters″ Vo、 
18 。
■! It is difficult to increase the pixel density or increase the screen size. Among conventional liquid crystals, most of them are practically used as display elements because they have relatively high response speed and low power consumption.
Hadt and W. He1frich “Appliec
l Physics Letters'' Vo,
18.

No、4(1971,2,15)、P、127〜128
の“Vo l t age−Dependent  0
ptical  Activity  of  aTw
isted  Nematic  Liquid  C
rystal”に示されたTN(twisted ne
matLc)型の液晶を用いたものであり、この型の液
晶は、無電解状態で正の誘電異方性をもつネマティック
液晶の分子が液晶層厚方向で捩れた構造(ヘリカル構造
)を形成し、両電極間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。
No. 4 (1971, 2, 15), P, 127-128
“Vol t age-Dependent 0
ptical Activity of aTw
isted Nematic Liquid C
TN (twisted ne
matLc) type liquid crystal, which forms a structure (helical structure) in which nematic liquid crystal molecules with positive dielectric anisotropy are twisted in the thickness direction of the liquid crystal layer in an electroless state. The liquid crystal molecules form a parallel arrangement between the two electrodes. on the other hand.

電界印加状態では、正の誘電異方性をもつネマティック
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、液晶分子を電極面に
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
)に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りa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。
When an electric field is applied, nematic liquid crystals with positive dielectric anisotropy align in the direction of the electric field, resulting in optical modulation. 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 a threshold value greater than or equal to the threshold required to align the liquid crystal molecules perpendicular to the electrode surface. voltage is applied,
No voltage is applied to a region where neither the scanning electrode nor the signal electrode is selected (non-selected point), and therefore the liquid crystal molecules maintain a stable alignment parallel to the electrode plane. By arranging linear polarizers in an a-Snicol relationship above and below such a liquid crystal cell, no light is transmitted at selected points.

非選択点では光が透過するため、g!i像素子とするこ
とが可能となる。然し乍ら、マトリクス電極構造を構成
した場合には、走査電極が選択され、信q電極が選択さ
れない領域、或いは走査電極が選択されず、信号電極が
選択される領域(所謂“半選択点″)にも有限に電界が
かかってしまう0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電圧閾値がこの中間の電圧値に設
定されるならば、表示素子は正常に動作するわけである
が、走査線数(N)を増やして行った場合1画面全体(
1フレーム)を走査する間に一つの選択点に41効な電
界がかかっている時間(ciuty比)がl/Nの割合
で減少してしまう、このために、〈り返し走査を行った
場合の選択点と非選択点にかかる実効値としての電圧差
は、走査線数が増えれば増える程小さくなり、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(電極面に対し、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)ときに生ずる木質的には避
は難い問題点である。この点を改良するために、TL圧
圧平化化法2周波駆動法や、多重マトリクス法等が既に
提案されているが、いずれの方法でも不充分であり1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
。′一方、プリンタ分野を眺めて見るに、電気信号を入
力としてハードコピーを得る手段として、画素密度の点
からもスピードの点からも電気画像信号を光の形で電子
写真感光体に与えるレーザービームプリンタ(LBP)
が現在最も優れている。ところがLBPには、 l、 プリンタとしてのが装置が大型になる;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1ttA信号
を光信号に変換する素子として、液晶シャッタアレイが
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16dat/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ければ
ならず、それぞれに独立した信号を与えるためには1元
来それぞれの信号発生部会てに信号を送るリート線を配
線しなければならず、製作」−困難であった。
Since light is transmitted at non-selected points, g! It becomes possible to use it as an i-image element. However, when a matrix electrode structure is configured, there may be an area where the scanning electrode is selected and the signal electrode is not selected, or an area where the scanning electrode is not selected and the signal electrode is selected (a so-called "half-selected point"). The difference between the voltage applied to the zero selection point, where a finite electric field is applied, and the voltage applied to the half selection point is sufficiently large, and the voltage threshold required to align the liquid crystal molecules perpendicular to the electric field is a voltage value in between. If set, the display element will operate normally, but if you increase the number of scanning lines (N), the entire screen (
The time during which an effective electric field is applied to one selected point (ciuty ratio) decreases at a rate of l/N during scanning of one selected point (one frame).For this reason, if repeated scanning is performed The effective voltage difference between the selected point and the non-selected point becomes smaller as the number of scanning lines increases, resulting in unavoidable drawbacks such as a reduction 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 electrode surface, and they are aligned vertically only while an electric field is effectively applied). This is an unavoidable problem that arises when driving using the temporal accumulation effect (that is, repeatedly scanning). In order to improve this point, the TL applanation method, two-frequency drive method, multiple matrix method, etc. have already been proposed, but all of these methods are insufficient, and it is necessary to increase the screen size of one display element and increase the density. Currently, the number of scanning lines has reached a plateau due to the inability to increase the number of scanning lines sufficiently. 'On the other hand, looking at the field of printers, laser beams provide electrical image signals in the form of light to electrophotographic photoreceptors in terms of both pixel density and speed, as a means of obtaining hard copies by inputting electrical signals. Printer (LBP)
is currently the best. However, LBP has drawbacks such as: (1) The device is large when used as a printer; (2) It has a high-speed moving 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 the 1ttA signal into an optical signal. However, when providing pixel signals using a liquid crystal shutter array, for example, in order to write pixel signals at a rate of 16 dat/mm within a length of 210 mm, it is necessary to have 3000 or more signal generating units. First, in order to provide independent signals to each, it was necessary to wire a wire for sending signals to each signal generating section, which was difficult to manufacture.

そのため、ILINE(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。この様にすれば、信号を与える電極を、
複数の信号発生部に対して共通にすることができ、実質
配線を大幅に軽減することができるからである。ところ
が、この場合通常行われているように双安定性を有さな
い液晶を用いて行数(N)を増して行くと、信号ONの
時間が実質的にl/Nとなり感光体上で得られる光量が
減少してしまってり、クロストークの問題が生ずるとい
う難点がある。
Therefore, an attempt has been made to provide pixel signals for ILINE (line) in a time-division manner using a signal generating section divided into several lines. In this way, the electrode that gives the signal can be
This is because it can be made common to a plurality of signal generating sections, and the actual wiring can be significantly reduced. However, if the number of lines (N) is increased using a liquid crystal that does not have bistability, as is usually done in this case, the signal ON time becomes essentially 1/N, which reduces the amount of light that can be obtained on the photoreceptor. The disadvantage is that the amount of light emitted is reduced, leading to crosstalk problems.

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Lage rwa I lにより提案されている(
特開昭56−107216号公報、米国特許第4367
924号明細占等)、双安定性液晶として!±、一般に
、カイラルスメクテイックC相(SmC’)又は他のカ
イラルスメクテイック相、具体的にはカイラルスメクテ
イックH相(SmH”)、カイラルスメクテイソクF相
(SmF本)、カイラルスメクテイックI相(SmH本
)、およびカイラルスメクテイックG相(SmG*)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 has been proposed by C1ark and Lage Rwa Il (
JP-A-56-107216, U.S. Patent No. 4367
No. 924, etc.), as a bistable liquid crystal! ±, generally chiral smectic C phase (SmC') or other chiral smectic phases, specifically chiral smectic H phase (SmH''), chiral smectic F phase (SmF), chiral smectic phase A ferroelectric liquid crystal having a smectic I phase (SmH phase) and a chiral smectic G phase (SmG*) is 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
えば一方の電界ベルトに対して第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を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。
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
It has the property of very quickly taking one of the 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.

この点は、本発明と(SO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末又は他のカイラルスメクテイック
相を有する強aA’l!性液晶については、3m0京又
は他のカイラルスメクテイック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
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、充分な特性が得られなかっ
たのが実情である。
This point will be explained in more detail below in conjunction with the present invention (SO).However, in order for an optical modulation element using this bistable liquid crystal to exhibit predetermined drive characteristics, a pair of It is necessary that the liquid crystal placed between the parallel substrates be in a molecular arrangement state that effectively converts between the two stable states, regardless of the applied state of the electric field.For example, SmC For strong aA'l! liquid crystals with chiral smectic phases or other chiral smectic phases, the liquid crystal molecular layer with 3m0 quintillion or other chiral smectic phases is perpendicular to the substrate plane, so that the liquid crystal molecular axes are It is necessary to form regions (monodomains) arranged almost parallel to the substrate surface.However, in conventional optical modulation elements using bistable liquid crystals, the alignment of liquid crystals with such a monodomain structure is difficult. The reality is that sufficient characteristics could not be obtained because the state was not necessarily formed satisfactorily.

たとえば、このような配向状態を与えるために、磁界を
印加する方法、せん断力を印加する方法、などが提案さ
れている。しかしながら、これらは、いずれも必ずしも
満足すべき結果を与えるものではなかった。たとえば、
磁界を印加する方法は、大規模な?を置を要求するとと
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。
For example, methods of applying a magnetic field, methods of applying shear force, etc. have been proposed in order to provide such an orientation state. However, none of these methods necessarily gave satisfactory results. for example,
How to apply a large magnetic field? However, the method of applying shear force is incompatible with the method of injecting liquid crystal after the cell is made. be.

本発明の主要な目的は、上述した事情に鑑み高速応答性
、高密度画素と大面積を有する表示素子、あるいは高速
度のシャッタスピードを有する光学シャッタ等として潜
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れ、その特
性を充分に発揮させ得る液晶の配向制御法を提供するこ
とにある。
In view of the above-mentioned circumstances, the main object of the present invention is to develop a bistable device that has potential suitability for use in display elements with high-speed response, high-density pixels, and large area, or optical shutters with high shutter speeds. An object of the present invention is to provide a method for controlling the alignment of a liquid crystal that can fully exhibit its characteristics by improving monodomain formation or initial alignment, which has been a problem in the past, in an optical modulation element using a liquid crystal.

本発明者らは、上述の目的で更に研究した結果、特に液
晶材料が別の相(例えば等方相等の高温状態)より、ス
メクテイック相の低温状態へ移行する降温過程に於ける
配向性に五目したところ、降温過程で等方相からコレス
テリック相、スメクテイックA相(SmA)、およびカ
イラルスメクテイックC相(S mc*)、カイラルス
メクテイックH相(SmH本)、カイラルスメクテイッ
クG相(5m0本)なと゛のカイラルスメクテイック相
に相転移を生じる液晶と、降駄過程で等方相からコレス
テリック相および結晶相に又は等方相からコレステリッ
ク相、スメクテイックA(SmA)および結晶相に相転
移を生じる液晶とを含有する液晶組成物を用いた場合、
液晶と界面で接する基板の面に液晶の分子軸方向を使先
して一方向に配列させる効果を付与することにより、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、この結果液晶の双安定性に基づく素子の作動特
性と液晶層のモノドメイン性を両立し得る構造の液晶素
子が得られるとともに、長期間に亘った配向安定性を向
上させることができることを見い出した。
As a result of further research for the above-mentioned purpose, the present inventors have found that, in particular, the orientation during the cooling process in which the liquid crystal material transitions from another phase (for example, a high-temperature state such as an isotropic phase) to a low-temperature state of a smectic phase. As a result, during the cooling process, the isotropic phase changed to the cholesteric phase, the smectic A phase (SmA), the chiral smectic C phase (S mc*), the chiral smectic H phase (SmH), and the chiral smectic G phase. (5m0 pieces) A liquid crystal that undergoes a phase transition to a chiral smectic phase, and from an isotropic phase to a cholesteric phase and a crystalline phase, or from an isotropic phase to a cholesteric phase, smectic A (SmA), and a crystalline phase. When using a liquid crystal composition containing a liquid crystal that causes a phase transition,
By giving the surface of the substrate that contacts the liquid crystal at the interface an effect that aligns the molecular axis of the liquid crystal in one direction, it is possible to form a monodomain in which the liquid crystal molecules are aligned in one direction. We have found that it is possible to obtain a liquid crystal element with a structure that is compatible with the operating characteristics of the element based on the bistability of the liquid crystal and the monodomain property of the liquid crystal layer, and also to improve the alignment stability over a long period of time.

本発明は前述の知見にノ^づくものであり、すなわち本
発明の液晶素子は、一対の基板間に、降温過程で等方相
からコレステリック相、スメクテイソクA相(SmA)
およびカイラルスメクテイック相に相転移を生じる液晶
(以下、単に1カイラルスメクテイック相を示す液晶”
という)の少なくともINと降温過程で等方相からコレ
ステリック相および結晶相又は等方相からコレステリッ
ク相、スメクテイックA相(S mA)および結晶相に
相転移を生じる液晶(以下、単に“コレステリック相を
示す液晶”という)の少なくとも1種とを含有する液晶
組成物で且つ所定温度でカイラルスメクテイック相を示
す液晶組成物を封入したセル構造をなし。
The present invention is based on the above-mentioned knowledge. That is, the liquid crystal element of the present invention changes from an isotropic phase to a cholesteric phase to a smectoid A phase (SmA) during the cooling process between a pair of substrates.
and a liquid crystal that undergoes a phase transition to a chiral smectic phase (hereinafter referred to simply as a liquid crystal that exhibits a single chiral smectic phase).
A liquid crystal that undergoes a phase transition from an isotropic phase to a cholesteric phase and a crystalline phase, or from an isotropic phase to a cholesteric phase, a smectic A phase (SmA), and a crystalline phase (hereinafter simply referred to as the "cholesteric phase") during the temperature cooling process. It has a cell structure in which a liquid crystal composition containing at least one type of liquid crystal (hereinafter referred to as "liquid crystal") and exhibiting a chiral smectic phase at a predetermined temperature is enclosed.

前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の面が界
面で接する液晶の分子軸方向を優先して一方向に配向さ
せる効果を有していることを特徴としている。
The present invention is characterized in that the surface of at least one of the pair of substrates has the effect of preferentially aligning the molecular axis direction of the liquid crystal that contacts at the interface in one direction.

以下、必要に応じて図面を参照しつつ1本発明を更に詳
細に説11する。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings as necessary.

本発明で用いる液晶組成物は、強誘電性を示す。The liquid crystal composition used in the present invention exhibits ferroelectricity.

前述の降温過程で等方相からコレステリック相、スメク
テイックA相(SmA)およびカイラルスメクテイック
相に相転移を生じる液晶(すなわち、カイラルスメクテ
ィック相を示す液晶)の具体例を表1に示す、一方、降
温過程で等方相からコレステリック相および結晶相に又
は等方相からコレステリック相、SmAおよび結晶相に
相転移を生じる液晶(すなわち。
Table 1 shows specific examples of liquid crystals that undergo a phase transition from an isotropic phase to a cholesteric phase, a smectic A phase (SmA), and a chiral smectic phase (i.e., a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase) during the temperature-lowering process described above. , a liquid crystal that undergoes a phase transition from an isotropic phase to a cholesteric phase and a crystalline phase or from an isotropic phase to a cholesteric phase, SmA, and a crystalline phase during the cooling process (i.e.

コレステリック相を示す液晶)の具体例を表2に示す。Table 2 shows specific examples of liquid crystals exhibiting a cholesteric phase.

表    1 カイライルスメクテイック相を示す液晶の具体例(化合
物名、構造式及び相転移点) 4−(2’−メチルブチル)フェニル−4′オクチルオ
キシビフェニル−4−カルボキシレート78℃    
80℃     128.3℃結晶 ;= Sm3  
= SmC木 ;= SmA171.0℃      
  174.2℃;= コレステリック相 ;= 等方
相4−ペンチルフェニル−4−(4#−メチルヘキシル
)ビフェニル−4′−カルボキシレート 91.5℃    93℃ 結晶 ;= SmC寧  ;= SmA112℃   
     131”c ;= コレステリック相  ;等方相 メチルブチルオキシ)フェニルエステル40.5℃  
42℃   58℃     65℃結晶 ;ビ Sm
C*;= SmA ;竺コレステリック相;等方相7・
′ 、/′。
Table 1 Specific examples of liquid crystals exhibiting a chilyle smectic phase (compound name, structural formula, and phase transition point) 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'octyloxybiphenyl-4-carboxylate 78°C
80℃ 128.3℃ crystal ;= Sm3
= SmC wood ;= SmA171.0℃
174.2℃;= cholesteric phase;= isotropic phase 4-pentylphenyl-4-(4#-methylhexyl)biphenyl-4'-carboxylate 91.5℃ 93℃ crystal;=SmC;=SmA112℃
131”c;= cholesteric phase; isotropic phase methylbutyloxy)phenyl ester 40.5°C
42℃ 58℃ 65℃Crystal; Bi Sm
C*;= SmA ; Cholesteric phase; Isotropic phase 7.
′, /′.

5・′ /′ 表   2 コレステリック相を示す液晶の具体例 (化合物名、構造式及び相転移点) (A)    コレステリルプロピオネート107℃ 
        117℃ 結晶 = コレステリック相 ;= 等方相CB)  
 コレステリルノナネート 78℃          92℃ 結晶 ;= コレステリック相 = 等方相(C)  
 コレステリルパルミテート77℃         
83℃ 結晶 ;= コレステリック相 = 等方相(D)  
 コレステリルノナネート 148℃        176℃ 結晶 ;= コレステリック相 二 等方相−−54℃ SmA4−−54テリ、相 ′−3014−(2“−メ
チルブチルオキシ)−4−シアノビフェニル\   コ
レステリック相   ′9℃結晶 ;= コレステリッ
ク相 ; 等方相4− (2−メチルブチル)−4′−
へキシルオキシアゾベンゼン4−(2−メチルブチル)
フェニル−4′−デシロキシベンゾエート4−ヘキシル
オキシ−4’−(2−メチルブチル)ベンゾエートこれ
ら前述のカイラルスメクテイック相を示す液晶又は前述
のネマティック相を示す液晶は、それぞれ2種以上組合
せて使用することもできる。
5・'/' Table 2 Specific examples of liquid crystals exhibiting cholesteric phase (compound name, structural formula, and phase transition point) (A) Cholesteryl propionate 107°C
117℃ crystal = cholesteric phase ;= isotropic phase CB)
Cholesteryl nonanate 78℃ 92℃ Crystal ;= Cholesteric phase = Isotropic phase (C)
Cholesteryl palmitate 77℃
83℃ Crystal; = Cholesteric phase = Isotropic phase (D)
Cholesteryl nonanate 148℃ 176℃ Crystal; = cholesteric phase 2 Isotropic phase - -54℃ SmA4--54T, phase '-3014-(2"-methylbutyloxy)-4-cyanobiphenyl\ Cholesteric phase '9℃ Crystal; = cholesteric phase; isotropic phase 4- (2-methylbutyl)-4'-
Hexyloxyazobenzene 4-(2-methylbutyl)
Phenyl-4'-decyloxybenzoate 4-hexyloxy-4'-(2-methylbutyl)benzoate These liquid crystals exhibiting a chiral smectic phase or the liquid crystals exhibiting a nematic phase are used in combination of two or more of each. You can also.

本発明で用いる液晶組成物での前述のカイラルスメクテ
イック相を示す液晶と前述のコレステリック相を示す液
晶の割合は、使用する液晶の種類によって相違するが、
一般的に前述の力イラルスメクテイック相を示す液晶1
00重量部に対して前述のフレスティック相、を示す液
晶0、1〜50重量部、好ましくは1〜20重量部であ
る。
The ratio of the liquid crystal exhibiting the chiral smectic phase and the liquid crystal exhibiting the cholesteric phase in the liquid crystal composition used in the present invention varies depending on the type of liquid crystal used;
Liquid crystals that generally exhibit the above-mentioned irradial smectic phase 1
The amount of liquid crystal exhibiting the above-mentioned Flestic phase is 0.1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight.

これらの材料を用いて素子を構成する場合。When constructing an element using these materials.

液晶組成物がSmC木、SmH’、SmF”。The liquid crystal composition is SmC wood, SmH', SmF''.

SmI木、SmG京、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。
In order to maintain the temperature state such that SmI wood and SmG Kyo occur, the element can be supported by a copper block or the like in which a heater is embedded, if necessary.

第1図は1強誘電性液晶の動作説明の為に。Figure 1 is for explaining the operation of ferroelectric liquid crystal.

セルの例を模式的に描いたものである。11と11’は
、In2O3,5n02あるいはITO(Indium
  −Tin  0xide)’5の薄膜からなる透明
71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12がガラス面に垂直になるよう配向したS
mC木。
This is a schematic drawing of an example of a cell. 11 and 11' are In2O3, 5n02 or ITO (Indium
A substrate (glass plate) coated with a transparent 71 pole made of a thin film of -Tin Oxide)'5, between which the liquid crystal molecular layer 12 is oriented perpendicular to the glass surface.
mC tree.

SmH本、SmF本、Sml末、SmG木などのカイラ
ルスメクテイック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り、この液晶分子1
3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l l′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工)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、その長袖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。
Chiral smectic phase liquid crystals such as SmH, SmF, Sml powder, and SmG wood are sealed. A thick line 13 represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 1
3 has a dipole moment (on P) 14 in the direction perpendicular to its molecule. When a voltage higher than a certain threshold is applied between the substrate 11 and the electrodes on l l', 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 (P) 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 and exhibit refractive index anisotropy in the long axis direction and the short axis direction. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface, depending on the voltage applied polarity, It is easily understood that this results in a liquid crystal optical modulation element whose optical properties change.

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IJt以下)すること
ができる、このように液晶層が薄くなることにしたがい
、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、非らせん構造となり。
The liquid crystal cell preferably used in the optical modulation element of the present invention can be made sufficiently thin (for example, less than IJt). Even when no electric field is applied, the helical structure of liquid crystal molecules unwinds and becomes a non-helical structure.

その双極子モーメントPまたはP′は上向き(24)又
はド向き(24’)のどちらかの状f〕をとる。このよ
うなセルに、第2図に示す如く一定の閾値以上の極性の
異る電界E又はE′を電圧印加手段21と21’により
付午すると、双極子モーメントは、電界E又はE′の電
界ベクトルに対応して上向き24又は下向き24′と向
きを変え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状態2
3かあるいは第2の安定状823′の何れか一方に配向
する。
The dipole moment P or P' takes either an upward direction (24) or a downward direction (24'). When an electric field E or E' with a different polarity above a certain threshold value is applied to such a cell by the voltage applying means 21 and 21' as shown in FIG. 2, the dipole moment is The liquid crystal molecules change direction upward 24 or downward 24' in response to the electric field vector, and accordingly the liquid crystal molecules enter the first stable state 2.
3 or the second stable state 823'.

このような強誘電性を光学変m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 optically variable element.

その第1は、応答速度が極めて速いことである。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1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t62
 :rに配向してその分子の向きを変えるが。
The first is that the response speed is extremely fast. 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 removed. Furthermore, when an opposite electric field E' is applied, the liquid crystal molecules enter a second stable state t62.
:Orients to r and changes the orientation of the molecule.

やはり電界を切ってもこの状態に留っている。It remains in this state even if the electric field is turned off.

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。
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、先にも述へたように、SmC
*、SmH本、SmF*。
The biggest problem in forming devices using liquid crystals with such ferroelectricity is, as mentioned earlier, that SmC
*, SmH book, SmF*.

SmI木、SmG木などのカイラルスメクテイック相を
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。
A layer having a chiral smectic phase such as SmI tree or SmG tree was aligned perpendicularly to the substrate surface, and liquid crystal molecules were aligned approximately parallel to the substrate surface.

モノドメイン性の高いセルを形成することが困難なこ七
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。
It is difficult to form cells with high monodomain properties, and the main purpose of the present invention is to provide a solution to this problem.

第3図(A)と(B)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1本発明の液晶素子の平
面図で、第3図(B)はそのA−x断面図である。
FIGS. 3(A) and 3(B) show an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 3(A) is a plan view of a liquid crystal element according to the present invention, and FIG. 3(B) is a sectional view taken along the line A-x.

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101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
In the cell structure 100 shown in FIG. 3, a pair of substrates 101 and 101' made of glass or plastic plates are held at a predetermined distance by a spacer 104, and an adhesive 106 is used to seal the pair of substrates. It has a bonded cell structure, and furthermore, an electrode group (for example, an electrode group for applying a scanning voltage in a matrix electrode structure) consisting of a plurality of transparent electrodes 102 is arranged on a substrate 101 in a predetermined pattern such as a strip pattern. It is formed of. Substrate 101'
An electrode group (for example, a signal voltage application electrode group in a matrix electrode structure) is formed on the transparent electrode 102 and a plurality of transparent electrodes 102' intersecting with each other.

この様な透明電極102′を設けた基板i o t’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、M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
、ポリパラキンレリン、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?
Ik膜形成した配向制御1iLO5を設けることができ
る。
The substrate i o t' provided with such a transparent electrode 102' contains 1, for example, -silicon oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium Mide,
Inorganic insulating materials such as cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparakyrine, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyamide, polystyrene, Using organic insulating materials such as cellulose resin, melamine resin, urea resin or acrylic resin?
An orientation control 1iLO5 formed with an Ik film can be provided.

この配向制Wl@ 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m擦(5ピング)することによ
って得られる。
This oriented Wl@105 can be obtained by forming a film of an inorganic insulating material or an organic insulating material as described above, and then rubbing the surface with velvet, cloth, or paper in one direction (5 pings).

本発明の別の好ましい具体例では、S)Oや5L02な
どの無機絶縁物質を基板101’の上に斜め蒸着法によ
って被膜形成することによって、配向制御膜105を得
ることができる。
In another preferred embodiment of the present invention, the alignment control film 105 can be obtained by coating an inorganic insulating material such as S)O or 5L02 on the substrate 101' 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Ji&置され前記
吸出口505かも伸びる(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
ン類又はモリブデン製のるつぼ507はペルジャー50
1の内部及び底部に配置され、るっぽ507には数グラ
ムのS io 、S io2 、MgF2などの結晶5
08がaRされる。るつぼ507は下方の2つのアーム
507a、507bを有し、前記アームは夫々導&15
09,510に接続される。電源506及びスイッチ5
04がペルジャー501の外部導線509.51011
JIに直列に接続される。基板502はペルジャー50
1の内部でるつぼ507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。
In the apparatus shown in FIG. 5, a Pel jar 501 is placed on an insulating substrate 503 having a suction port 505, and the Pel jar 501 is evacuated by a vacuum pump (not shown) extending from the suction port 505. Crucible 507 made of tungsten or molybdenum is Pelger 50
Lupo 507 contains several grams of crystals 5 such as S io , S io2 , MgF2, etc.
08 is aR. The crucible 507 has two lower arms 507a, 507b, each of which has a conductor &15
Connected to 09,510. Power supply 506 and switch 5
04 is the external conductor 509.51011 of Pelger 501
Connected in series to JI. The board 502 is Pelger 50
1 and directly above the crucible 507 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1次にスイッ
チ504が閉じられて、るつぼ507が適温で白熱して
結晶508が藩発されるまで電W506をa1節して電
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508
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、流体S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。
When the switch 504 is opened, the Pel jar 501 is first brought into a vacuum state of about 10-5 mmHg pressure, and then the switch 504 is closed and the electric current W506 is applied until the crucible 507 becomes incandescent at an appropriate temperature and the crystal 508 is produced. Power is supplied through node a1. The required current for a suitable temperature range (700-1000°C) is about 100100A. crystal 508
is then evaporated to form an upward molecular flow indicated by S in the figure, and the fluid S is incident on the substrate 502 at an angle of θ with respect to the substrate 502.

この結果基板502が被膜される。角度θは1記の“入
射角”であり、流体Sの方向は上記“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50
1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。過室な厚みの被
膜が形成されると電源506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0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。
As a result, the substrate 502 is coated. The angle θ is the "incident angle" described in 1, and the direction of the fluid S is the "oblique deposition direction" described above.
It is. The film thickness of this film is as follows:
1 by a time-dependent thickness calibration of the device prior to insertion into the device. When an excessively thick film is formed, the power from the power source 506 is reduced, the switch 504 is opened, and the Pel Jar 501 and its interior are cooled. Next, the pressure is increased to atmospheric pressure and the substrate 502 is removed from the Pel Jar 501. .

また、別の具体例ではガラス又はプラスチックからなる
基板t o t’の表面あるいは基板101’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 t o t' made of glass or plastic or on the substrate 101', the surface of the film is etched by an oblique etching method. By etching the surface, an orientation control effect can be imparted to the surface.

前述の配向制御1151105は、同時に絶縁膜として
もa能されることが好ましく、このためにこの配向制御
119105の膜厚は一般に100人〜1μ、好ましく
は500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 above-mentioned orientation control 1151105 also functions as an insulating film at the same time, and for this purpose, the film thickness of this orientation control 119105 is generally set in the range of 100 to 1μ, preferably 500 to 5000. I can do it. 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aA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 aA 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木、SmH” 、SmF木。
The liquid crystal layer 103 in the cell structure 100 shown in FIG. 3 is made of SmC tree, SmH", and SmF tree.

SmI木、3m0京などのカイラルスメクテイック相と
することかでさる。このカイラルスメクテイック液晶層
103は前述のコレステリック相を示す液晶が含有され
いる。
It depends on whether it is a chiral smectic phase such as SmI tree or 3m0 quintillion. This chiral smectic liquid crystal layer 103 contains the aforementioned liquid crystal exhibiting a cholesteric phase.

本発明で重要な点は、前述のコレステリック相を示す液
晶を含有する液晶組成物を用いて。
An important point of the present invention is that a liquid crystal composition containing the above-mentioned liquid crystal exhibiting a cholesteric phase is used.

高温相からスメクテイック相又はカイラルスメクテイッ
ク相に相転移させる際、この液晶分子軸が配向制111
19105に付与された配向制御方向に沿って配列し、
この結果均一なモノドメインが形成され、しかも長期間
に亘る保存中でも配向の乱れを全く生じない点にある。
During phase transition from a high temperature phase to a smectic phase or a chiral smectic phase, the liquid crystal molecular axes undergo orientation control 111
arranged along the orientation control direction given to 19105,
As a result, uniform monodomains are formed, and no disturbance in orientation occurs even during long-term storage.

第4図は1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101とlo
t’の間に複数のスペーサ部材201が配置されている
。このスペーサ部材201は、例えば配向制WIIl1
05が設けられティア1 一基板10 L’ノ上ニS 
to 、 S i 02 。
FIG. 4 shows another specific example of the liquid crystal element of the present invention. The liquid crystal element shown in FIG.
A plurality of spacer members 201 are arranged between t'. This spacer member 201 is, for example, an orientation control WII1
05 is provided Tier 1 One board 10 L' upper Ni S
to, S i 02 .

Aj1203 、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、ポリバラキシリレ/、ポリエステ
Jし、ポリカーボネート。
Aj1203, inorganic compounds such as TiO2, or polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide,
Polyesterimide, polyvaraxylylene/, polyester J, polycarbonate.

ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニル、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、ユリヤ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5所定の
位置にスペーサ部材201が配置される様にエツチング
することによって得ることができる。
After forming a film of resin such as polyvinyl acetal, polyvinyl acetate, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, or photoresist resin by an appropriate method, the spacer member 201 is placed at a predetermined position. It can be obtained by etching it so that it is arranged.

この様なセル構造体100は、基板101と101’の
両側にはクロスニコル状態又はパラレルニコル状態とし
た偏光子107と108がそれぞれ配置されて、電極1
02とl O2’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 substrates 101 and 101', respectively, and the electrode 1
Optical modulation will occur when a voltage is applied between 02 and lO2'.

次、本発明の液晶素子の作成法について、液晶層103
の配向制御法について第3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, the liquid crystal layer 103
The orientation control method will be specifically explained using FIG. 3.

まず、液晶組成物が封入されているセル構造体100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。
First, the cell structure 100 in which the liquid crystal composition is sealed is placed in a heating case (
(not shown).

次に、セル100中の液晶組成物が等方相となる温度ま
で加熱する。しかる後に、加熱ケースの温度を降温させ
て、セル100中の等方相となっている液晶組成物を降
温過程に移す、この液晶組成物は、前述のコレステリッ
ク相を示す液晶がスメクテイック相形成時の液晶分子軸
をラビング方向に揃える様な影響を与え、しかも長期間
の保存、中でも安定な配向状態を維持させているものと
考えられる。
Next, the liquid crystal composition in the cell 100 is heated to a temperature at which it becomes an isotropic phase. Thereafter, the temperature of the heating case is lowered, and the liquid crystal composition in the isotropic phase in the cell 100 is transferred to the temperature lowering process. This is thought to have the effect of aligning the liquid crystal molecular axes in the rubbing direction, and to maintain a stable alignment state even during long-term storage.

第6図は、中間に強誘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型J4i(
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)に与えられる電気信号を表わ
す、第7図(a)〜(d)においては、それぞれ横軸が
時間を、縦軸が電圧を表わす0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
態を与えるたの閾値電圧をVt hlとし、第2の安定
状態を与えるための閾値電圧を−vt h2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)11では
Vを、位相(時間)t2では−Vとなるような交番する
電圧である。又、それ以外の走査電極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Oである。一方、12!択された信号電極43 (s
)に与えられる電気(8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′雇気侭号は第7図(d)に示される如<−Vで
、ある0以上に於て、電圧VはV<Vt h 1<2V
と−V>−Vt h2>−2Vを満足する所望の値に設
定される。このような上気信号が与えられたときの各画
素に印加される)IL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A、B、C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Aでは1位相t2に
於て閾値vth1を越える電圧2vが印加される。又回
−走査線上に存在する画素Bでは位相し1で閾値′−v
th2を越える電圧−2vが印加される。従って1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1選択された場合には液晶分子は:1IJlの
安定状態に配向を揃え、11!択されない場合には:i
42の安定状態に配向を揃える。いずれにしても各画素
の前歴には、IA係することはない。
FIG. 6 is a schematic diagram of a cell 41 having a matrix electrode structure in which a ferroelectric liquid crystal compound is sandwiched between. 42 is a scanning electrode group, and 43 is a signal electrode group. Figure 7 (
a) and (b) respectively show the selected scanning electrode 42 (
s) and the other scanning type J4i (
6(C) and (d) show the electrical signals applied to the selected signal electrode 43(s) and the unselected signal electrode 43(s), respectively. In FIGS. 7(a) to 7(d), which represent the electrical signals given to (n), the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage. For example, when displaying a moving image, The scanning electrode groups 42 are selected sequentially and periodically. Now, if the threshold voltage for providing the first stable state of a liquid crystal cell having bistability is Vt hl, and the threshold voltage for providing the second stable state is -vt h2, then
As shown in FIG. 7(a), the electrical signal applied to the selected scanning electrode 42(s) alternates between V at phase (time) 11 and -V at phase (time) t2. It is voltage. Further, the other scanning electrodes 42(n) are in a grounded state as shown in FIG. 7(b), and have an electric signal O. On the other hand, 12! The selected signal electrode 43 (s
) The electricity (No. 8 is v as shown in FIG. 7(C)), and the electricity given to the unselected signal electrode 43(n) is v as shown in FIG. 7(d). <-V, and above a certain 0, the voltage V is V<Vt h 1<2V
It is set to a desired value that satisfies -V>-Vt h2>-2V. FIG. 8 shows the IL pressure waveform (applied to each pixel when such an upper air signal is applied).
a) to (d) correspond to pixels A, B, C, and D in FIG. 6, respectively. That is, as is clear from FIG. 8, a voltage of 2v exceeding the threshold value vth1 is applied to the pixel A on the selected scanning line in one phase t2. In addition, in pixel B existing on the scanning line, the phase is 1 and the threshold value '-v
A voltage of -2v exceeding th2 is applied. Therefore, depending on whether or not a signal electrode is selected on the scanning electrode line selected by 1, if 1 is selected, the liquid crystal molecules are aligned in a stable state of: 1IJl, and 11! If not selected: i
The orientation is aligned to the stable state of 42. In any case, the previous history of each pixel is not related to IA.

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+■又
は−■であって、いずれも閾値電圧を越えない、徒って
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
、そのまま保持している。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占き込みが行われ、−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Vの値及び位相(tl+t2)=Tの値としては、
用いられる液晶材料やセルのHさにも依存するが、通常
3ポルト〜70ポルトで0.1路sec〜2rns e
 c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t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
:jS2の安定状7IJ(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かの変化
をも起すことができる。前述したSmC木、SmH木、
SmF末、SmI木。
On the other hand, as shown in pixels C and D, on the unselected scanning line, the voltage applied to all pixels C and D is +■ or -■, and neither exceeds the threshold voltage. The liquid crystal molecules in pixels C and D maintain the orientation corresponding to the signal state when scanned last time without changing the orientation state. That is, when a scanning electrode is selected, a signal for one line is read in, and that signal state can be maintained until the next selection after the end of a frame. Therefore, even if the number of scanning electrodes increases, the actual duty ratio does not change, and there is no reduction in contrast or crosstalk.In this case, the value of voltage V and the value of phase (tl+t2)=T are ,
Although it depends on the liquid crystal material used and the H of the cell, it is usually 0.1 sec to 2 rns e at 3 ports to 70 ports.
A range of c is used. Therefore, in this case, the t signal given to the selected scan electrode is in the first stable state (
A change from either the stable state 7IJ of jS2 (supposed to be in the "bright" state when converted to an optical signal) to the stable state 7IJ (supposed to be in the "dark" state when converted to an optical signal), or vice versa. can also occur. The aforementioned SmC tree, SmH tree,
SmF end, SmI tree.

SmG木などのカイラルスメクテイック相を示す液晶を
単独で用いる場合に較らべ本発明で用いるコレステリッ
ク相を示す液晶を含有する液晶組成物を用いると、配向
性が良好でしかも配向欠陥が少ない配向状態が得られる
Compared to the case where a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase such as SmG wood is used alone, the use of a liquid crystal composition containing a liquid crystal exhibiting a cholesteric phase used in the present invention provides better alignment and fewer alignment defects. An oriented state is obtained.

特にセル厚が薄い場合、或いは双安定性(メモリ性)を
もつSmC’ 、SmH*、SmF*。
Especially when the cell thickness is thin, or SmC', SmH*, and SmF* have bistability (memory property).

SmI木、SmG木などのカイラルスメクテイック相の
場合には、スイッチング特性(応答速度)の点で基板表
面の液晶分子に対する拘束力(基板の配向処理による効
果)は、弱い方が好ましく、従って一方の基板表面のみ
を配向処理する場合の方が、両側等の基板表面を配向処
理する場合に較べ速い応答速度が得られる。この際、セ
ル厚が2pmのセルにおいては1片側の基板のみを配向
処理した場合の方が両側の基板を配向処理した場合の応
答速度に較べ約2倍もの速い応答速度が得られる。
In the case of a chiral smectic phase such as SmI tree or SmG tree, from the viewpoint of switching characteristics (response speed), it is preferable that the restraining force (effect due to orientation treatment of the substrate) on the liquid crystal molecules on the substrate surface is weaker. When only one substrate surface is subjected to alignment treatment, a faster response speed can be obtained than when alignment treatment is performed on both substrate surfaces. At this time, in a cell with a cell thickness of 2 pm, when only one side of the substrate is subjected to alignment treatment, a response speed that is approximately twice as fast as that when both substrates are aligned can be obtained.

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L〕[Example L]

ピッチ1100pで幅62.5 弘mのストライプ状の
ITOIl!を電極として設けた正方形ガラス基板を用
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S i02の結晶をセット
した。しかる後に蒸着装置内をto−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Si
O2を斜め蒸着し、800人の斜め蒸着膜を形成した(
A電極板)。
A striped ITOIl with a pitch of 1100p and a width of 62.5 mm! A square glass substrate provided with an ITO film serving as an electrode is prepared, and set in the oblique evaporation apparatus shown in Fig. 5 with the side on which the ITO film serving as the electrode is facing downward, and then Si02 is placed in a molybdenum crucible. I set the crystal. After that, the inside of the vapor deposition apparatus is made into a vacuum state of about to-5 Torr, and then Si is deposited on the glass substrate by a predetermined method.
O2 was obliquely evaporated to form an obliquely evaporated film of 800 people (
A electrode plate).

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rPIQに不揮発分濃度14.5 w t%)をスピ
ナー塗l#J機で塗布し、120℃で30分間、200
℃で60分間、そして350°C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 (rPIQ manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. with a non-volatile content concentration of 14.5 wt%) was applied using a spinner coating l#J machine onto a glass substrate on which a similar striped ITO film was formed. and 200°C for 30 minutes at 120°C.
Heating was performed at 350°C for 60 minutes and 350°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個所を除いて熱硬
化型エポキシ接着剤をスクリーン印刑法によって塗布し
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枚の電極板の間隔が2牌
となるようポリイミドスペーサで保守し、セルとした。
Next, after applying thermosetting epoxy adhesive to the periphery of the A electrode plate except for the injection hole, 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 cells were maintained using polyimide spacers so that the distance between the two electrode plates was 2 tiles.

次に4−(2’−メチルブチル)フェニル−4′−才ク
チルオキシビフェニル−4−カルボキシ1/  ) 1
00 重量mに対して、コレステリルノナネート5重量
部加えて液晶組成物を調整した。
Next, 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'-ctyloxybiphenyl-4-carboxy 1/ ) 1
A liquid crystal composition was prepared by adding 5 parts by weight of cholesteryl nonanate to 00 m.

この液晶に1成物を加熱して等方相とし、上記で作製し
てセル内に注入口から注入し、その注入口を封口した。
This liquid crystal was heated to obtain an isotropic phase, which was prepared as described above, and injected into the 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た後、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、
モノドメインの非らせん構造のSmC木が形成されてい
る事が確認できた。
After lowering the temperature of this cell by slow cooling, a pair of polarizers was placed in a crossed nicol state, and microscopic observation revealed that
It was confirmed that an SmC tree with a monodomain non-helical structure was formed.

更に、このSmC*状態の液晶素子を500時間維持し
た後に、再び同様のjl微鏡!I察を行なったところ、
依然としてモノドメインの非らせん構造のSmC木であ
ることが確認できた。
Furthermore, after maintaining this liquid crystal element in the SmC* state for 500 hours, the same jl micromirror was used again! When I conducted an investigation,
It was confirmed that the SmC tree still had a monodomain non-helical structure.

一方、比較実験として前述の液晶素子で用いたコレステ
リルノナネートを省略したほかは、前述の方法と同様に
して液晶素子を作成してから、顕微鏡観察を行なったと
ころ、初期段階ではモノドメインの非らせん構造のSm
C末の形成が確認できたが、500時間の耐久試験を行
なった後では、5m0本がモノドメインを形成していな
かった。
On the other hand, as a comparative experiment, we fabricated a liquid crystal element using the same method as described above, except that the cholesteryl nonanate used in the liquid crystal element described above was omitted, and then observed it with a microscope. Sm with helical structure
Although the formation of C-terminus was confirmed, after conducting a 500-hour durability test, 5m0 pieces did not form a monodomain.

〔実施例2〕 ピッチ1100uLで@ 82.5 a mのストライ
プ状のITOIIQを電極として設けた正方形ガラス基
板上にポリイミド形成溶液(日立化成工業(株)製のr
PIQj、不揮発分濃度14、5 w t%)をスピナ
ー塗布機で塗布し。
[Example 2] A polyimide forming solution (R manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was placed on a square glass substrate provided with striped ITOIIQ of @ 82.5 am with a pitch of 1100 uL as an electrode.
PIQj, non-volatile content concentration 14.5 wt%) was applied using a spinner coater.

120℃で30分間、200℃で60分間、そして35
0℃で30分間加熱を行なって800人の被膜を形成し
た(A電極板)。
120°C for 30 minutes, 200°C for 60 minutes, and 35
Heating was performed at 0° C. for 30 minutes to form a film of 800 people (electrode plate A).

次に上記と同様にして得たポリイミド被膜電極板を布に
よりラビング処理を行った。(B電極板) 次いでA電極板の周辺部に注入口とな個所を除いて熱硬
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枚の電極板の間隔が21
Lとなるようポリイミドスペーサで保持し、セルとした
Next, the polyimide coated electrode plate obtained in the same manner as above was subjected to a rubbing treatment with a cloth. (B electrode plate) Next, after applying thermosetting epoxy adhesive to the periphery of the A electrode plate except for the injection hole, the striped pattern electrodes of the A electrode plate and the B electrode plate are perpendicular to each other. The distance between the two electrode plates is 21
It was held with a polyimide spacer so as to have an L shape, and was made into a cell.

4−(2’−メチルブチル)フェニル−4′−才クチル
オキシビフェニル−4−カルボキシレート100重量部
に対して4−(2−メチルブチル)フェニル−4′−デ
シロキシベンゾエートを1Offi量部加えて液晶組成
物を調整した。この液晶組成物を加熱して等方相とした
セル内に注入口から注入し、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た後、一対の偏光子をク
ロスニコル状態で設けてから顕微鏡w1察したところ、
モノドメインの非らせん構造のSmC木が形成されてい
ることが確認できた。
1 Offi part of 4-(2-methylbutyl)phenyl-4'-decyloxybenzoate was added to 100 parts by weight of 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'-ctyloxybiphenyl-4-carboxylate to prepare a liquid crystal. The composition was prepared. This liquid crystal composition was heated to form an isotropic phase and injected into the cell through an injection port, and the injection port was sealed. After lowering the temperature of this cell by slow cooling, a pair of polarizers were placed in a crossed nicol state, and observation with a microscope w1 revealed that
It was confirmed that an SmC tree with a monodomain non-helical structure was formed.

更に、このSmC本状態の液晶素子を700時間維持し
た後に、再び同様の顕微ms寮を行なったところ、依然
としてモノドメインの非らせん構造のSmC木であるこ
とが確認できた。
Furthermore, after maintaining this liquid crystal element in the SmC main state for 700 hours, similar microscopic microscopy was performed again, and it was confirmed that it was still an SmC tree with a monodomain non-helical structure.

一方、比較実験として前述の液晶素子で用いた4−(2
−メチルブチル)フェニル−4′−デシロキシベンゾエ
ートを省略したほかは、前述の方法と同様にして液晶素
子を作成してから、顕微鏡観察を行なったところ、初期
段階ではモノドメインの非らせん構造のSmC木の形成
が確認できたが、700時間の耐久試験を行なった後で
は、5m0本がモノドメインを形成していなかった。
On the other hand, as a comparative experiment, the 4-(2
-Methylbutyl)phenyl-4'-desyloxybenzoate was omitted, but a liquid crystal device was fabricated in the same manner as described above, and then microscopically observed. Although the formation of trees was confirmed, after 700 hours of durability testing, 5m0 trees did not form monodomains.

〔実施例3と4〕 実施例2で用いた4−(2’−メチルブチル)フェニル
−4′−才クチルオキシビフェニル−4−カルボキシレ
ートに代えて、4−ペンチルフェニル−4−(4’−メ
チルヘキシル)フェニル−4′−力ルポキシレート(実
施例3)、P−n−オクチルオキシ安息養醸−P’−(
2−メチルブチルオキシ)フェニルエステル(Z雄側4
)を用いたほかは、実施例2と同様の方法で液晶素子を
作成してからm微鏡観察したところ。
[Examples 3 and 4] 4-pentylphenyl-4-(4'- Methylhexyl)phenyl-4'-poxylate (Example 3), P-n-octyloxybenzo-P'-(
2-methylbutyloxy) phenyl ester (Z male side 4
) was used, but a liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 2, and then observed using an m-microscope.

モノドメインの非らせん構造の5m0本が形成されてい
た、さらに、各実施例につき前述の実施例2と同様の7
00時間の耐久試験を行なったところ、モツプメインの
SmC木であることが確認できた。
5m0 monodomain non-helical structures were formed. Furthermore, for each example, 7
When a 00 hour durability test was conducted, it was confirmed that the wood was made of the main SmC wood.

〔実施例5〜7〕 実施例2で用いた4−(2−メチルブチル)フェニル−
4′−デンロキシヘンソエートに代地て、4−(Z″−
メチルブチル)−4゛−シアノビフェニルC実に例5)
、コレステリルベンゾネート(実施例6)、4− (2
’−メチルブチルオキシ)−4’−シアノビフェニル(
実施例7)を用いたほかは、実施例2と同様の方法で液
晶素子を作成してから、!II微鏡観察を行なったとこ
ろ、非らせん構造のSmC木が形成されていた。さらに
、各実施例につき前述の実施例2と同様の700時間の
耐久試験を行ったところ、モノドメインのS mC*で
あることが確認できた。
[Examples 5 to 7] 4-(2-methylbutyl)phenyl used in Example 2
Substituting 4′-denroxyhensoate, 4-(Z″-
Methylbutyl)-4゛-cyanobiphenyl C Example 5)
, cholesteryl benzonate (Example 6), 4-(2
'-Methylbutyloxy)-4'-cyanobiphenyl(
A liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 2 except that Example 7) was used, and then! II microscopic observation revealed that an SmC tree with a non-helical structure was formed. Furthermore, when a 700-hour durability test similar to the above-mentioned Example 2 was conducted for each example, it was confirmed that it was a monodomain S mC*.

一方、前述の各実施例で5〜7で使用したコレステリッ
ク相を示す液晶の使用を省略したほかは、同様にして液
晶素子を作成してから1、同様の耐久試験を行なったが
、伺れの場合もSmC木はモノドメインとなってぃなか
った。
On the other hand, in each of the above-mentioned Examples, except that the use of the liquid crystal exhibiting a cholesteric phase used in Examples 5 to 7 was omitted, liquid crystal elements were prepared in the same manner, and then a similar durability test was conducted. In the case of , the SmC tree was not a monodomain either.

〔実施例8〕 1100Bのホリエチレンテレフタレートフイルムに鹸
化インジウムを主成分とする透明導電膜を低温スパッタ
装置でフィルム表面温度を120℃以下に抑えて形成し
たプラスチック基板に、以下の組成の溶液(溶液組成(
1))を塗布し、120℃30分乾燥して薄膜を形成し
た。
[Example 8] A solution having the following composition (solution composition(
1)) was applied and dried at 120°C for 30 minutes to form a thin film.

溶液組織(1) アセトメトキシアルミニウム ジイソプロピレート   Ig ポリエステル樹脂(東洋紡:バイロン30P)0.5g テトラヒドロフラン      100mJ1次に、1
00g/cIrI′の抑圧下で一方向にラビングし、こ
のラビングした一対のプラスチック基板を上下のラビン
グ方向が平行となる様に玉ね合せ、注入口となる個所を
除いたその周辺をシーリングした。この時の一対のプラ
スチック基板の間隔は、1=であった。
Solution structure (1) Acetomethoxyaluminum diisopropylate Ig Polyester resin (Toyobo: Vylon 30P) 0.5g Tetrahydrofuran 100mJ 1 then 1
The rubbed plastic substrates were rubbed in one direction under the pressure of 00 g/cIrI', and the rubbed plastic substrates were twisted together so that the upper and lower rubbing directions were parallel to each other, and the periphery of the substrates except for the area that would become the injection port was sealed. The distance between the pair of plastic substrates at this time was 1=.

次に4−(2’−メチルブチル)フェニル−4′−才ク
チルオキシビフェニル−4−カルボキシレート100重
量部に対して4−(2−メチルブチル)−41−へキシ
ルオキシアゾベンゼン4jTEi部加えて液晶組成物を
調整した。
Next, 4jTEi parts of 4-(2-methylbutyl)-41-hexyloxyazobenzene were added to 100 parts by weight of 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'-ctyloxybiphenyl-4-carboxylate to form a liquid crystal composition. Adjusted things.

この液晶組成物を加熱して等方相とし、上記で作製して
セル内に減圧下で注入口から注入し、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た後に、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、モノドメインの非らせん構造の5m0本が形成
されている事が確認できた。
This liquid crystal composition was heated to form an isotropic phase, prepared as described above, and injected into the cell through the injection port under reduced pressure, and the injection port was sealed. After lowering the temperature of this cell by slow cooling, a pair of polarizers were placed in a crossed nicol state, and microscopic observation revealed that 5m0 monodomain non-helical structures were formed.

更に、このSmC*状態の液晶素子を500時間維持し
た後に、再び同様の顕微鏡観察を行なったところ、依然
としてモノドメインの非らせん構造の5m0本であるこ
とが確認できた。
Furthermore, after maintaining this liquid crystal element in the SmC* state for 500 hours, similar microscopic observation was performed again, and it was confirmed that it still had a monodomain non-helical structure with 5m0 lines.

一方、比較実験として前述の液晶素子で用いた4−(2
メチルブチル)−4’−へキシルオキシアゾベンゼンを
省略したほかは、前述の方法と同様にして液晶素子を作
成してから、顕ami11’9を行なったところ、初期
段階ではモノドメインの非らせん構造の5m0本の形成
が確認できたが、500時間の耐久試験を行なった後で
は、3m0京がモノドメインを形成していなかった。
On the other hand, as a comparative experiment, the 4-(2
A liquid crystal device was fabricated in the same manner as described above, except that methylbutyl)-4'-hexyloxyazobenzene was omitted, and then revealed in 11'9. Although the formation of 5 m0 was confirmed, after 500 hours of durability testing, 3 quintillion had not formed a monodomain.

(実施例9〜11) 実施例8で用いた4−(2−メチルブチル)−4′−へ
キシルオキシアゾベンゼンに代えて。
(Examples 9 to 11) In place of 4-(2-methylbutyl)-4'-hexyloxyazobenzene used in Example 8.

4−(ど−メチルブチル)−’4′−シアノビフェニル
(実施例9)、コレステリルベンゾネート(実施例1’
0)、4−(2’−メチルブチルオキシ)−4’−シア
ノビフェニル(実施例11)を用いたほかは、実施例2
と同様の方法で液晶素子を作成してから、m微鏡観察し
たところ、モノドメインの非らせん構造の5m0本が形
成されていた。さらに、各実施例につき前述の実施例8
と同様の500時間の耐久試験を行ったところ、モノド
メインのSmC*であることが確認できた。
4-(do-methylbutyl)-'4'-cyanobiphenyl (Example 9), cholesteryl benzonate (Example 1')
Example 2 except that 0), 4-(2'-methylbutyloxy)-4'-cyanobiphenyl (Example 11) was used.
After creating a liquid crystal element in the same manner as above, microscopic observation revealed that 5m0 monodomain non-helical structures were formed. Further, for each example, Example 8 described above
When a similar 500-hour durability test was conducted, it was confirmed that the material was monodomain SmC*.

一方、前述の各実施例で9〜11で使用したコレステリ
ック相を示す液晶の使用を省略したほかは、同様にして
液晶素子を作成してから、同様の耐久試験を行なったが
、何れの場合もSmC木はモノドメインとなっていなか
った。
On the other hand, in each of the above-mentioned Examples, except that the use of the liquid crystal exhibiting the cholesteric phase used in Examples 9 to 11 was omitted, liquid crystal elements were prepared in the same manner, and then the same durability tests were conducted. However, the SmC tree was not a monodomain.

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

第1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(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−x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
若装置を模式的に表わす断面図である。第6図は1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C&)〜(d)は1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)〜(d)は、各画素に印加される′電圧波
形を示す説明図である。 100  、  セル構造体 lot、io1′ 、  基板 102.102’  ;  電極 103  ; 液晶層 104.201  ;  スペーサ部材105  、 
 配向制御IP14 106 ; 接着剤 107.108  、  偏光子 109  、  発熱体 特許出願人  キャノン株式会社 art
1 and 2 are perspective views showing a liquid crystal cell used in the present invention. FIG. 3(A) is a plan view showing the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 3(B) is a sectional view taken along the line A-x. Figure 4 is. FIG. 3 is a cross-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. FIG. 6 is a plan view schematically showing the electrode structure of a liquid crystal element used in the present invention. FIGS. 7C&) to (d) are explanatory diagrams showing signals for driving the liquid crystal element used in the present invention. FIGS. 8(a) to 8(d) are explanatory diagrams showing voltage waveforms applied to each pixel. 100, cell structure lot, io1', substrate 102, 102'; electrode 103; liquid crystal layer 104, 201; spacer member 105,
Orientation control IP14 106; adhesive 107.108, polarizer 109, heating element patent applicant Canon Co., Ltd. art

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一対の基板間に、降温過程で等方相からコレステ
リック相、スメクテイックA相およびカイラルスメクテ
イック相に相転移を生じる液晶の少なくとも1種と降温
過程で等方相からコレステリック相および結晶相に又は
降温過程で等方相からコレステリック相、スメクテイッ
ク相および結晶相に相転移を生じる液晶の少なくとも1
種とを含有する液晶組成物を封入したセル構造をなし、
前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の面が界
面で接する液晶の分子軸方向を優先して一方向に配列さ
せる効果を有してる事を特徴とする液晶素子。
(1) Between a pair of substrates, at least one type of liquid crystal that undergoes a phase transition from an isotropic phase to a cholesteric phase, a smectic A phase, and a chiral smectic phase during a cooling process; and a liquid crystal that changes from an isotropic phase to a cholesteric phase during a cooling process; At least one liquid crystal that undergoes a phase transition from an isotropic phase to a cholesteric phase, a smectic phase, and a crystalline phase during the cooling process.
It has a cell structure encapsulating a liquid crystal composition containing seeds,
A liquid crystal element characterized in that the surface of at least one of the pair of substrates has the effect of preferentially arranging the molecular axis direction of the liquid crystal that contacts at an interface in one direction.
(2)前記液晶組成物が降温過程でスメクテイックA相
からカイラルスメクテック相に順次相転移を生じる液晶
である特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。
(2) The liquid crystal element according to claim 1, wherein the liquid crystal composition is a liquid crystal that sequentially undergoes a phase transition from a smectic A phase to a chiral smectic phase during a cooling process.
(3)前記カイラルスメクテック相がC相、H相、F相
、I相又はG相である特許請求の範囲第2項記載の液晶
素子。
(3) The liquid crystal element according to claim 2, wherein the chiral smectic phase is a C phase, H phase, F phase, I phase, or G phase.
(4)前記カイラルスメクテック相が非らせん構造をも
つ相である特許請求の範囲第2項又は第3項記載の液晶
素子。
(4) The liquid crystal device according to claim 2 or 3, wherein the chiral smectic phase has a non-helical structure.
(5)前記一対の基板のうち一方の基板の面が液晶の分
子軸方向を優先して一方向に配列させる効果を有し、他
方の基板の面が該効果を有していない特許請求の範囲第
1項記載の液晶素子。
(5) A patent claim in which the surface of one of the pair of substrates has an effect of preferentially aligning the molecular axis direction of liquid crystal in one direction, and the surface of the other substrate does not have this effect. The liquid crystal element according to range 1.
(6)前記効果を有する面が基板の面を摺擦することに
よって得られた面である特許請求の範囲第1項又は第5
項記載の液晶素子。
(6) Claim 1 or 5, wherein the surface having the effect is a surface obtained by rubbing the surface of the substrate.
The liquid crystal element described in .
(7)前記面が有機絶縁物質又は無機絶縁物質の被膜に
よって形成された面である特許請求の範囲第6項記載の
液晶素子。
(7) The liquid crystal element according to claim 6, wherein the surface is a surface formed by a coating of an organic insulating material or an inorganic insulating material.
(8)前記有機絶縁物質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、ユリヤ樹脂、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7項記載の液晶素子。
(8) The organic insulating material is polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea. 8. The liquid crystal element according to claim 7, wherein the resin is at least one selected from the resin group consisting of resin, acrylic resin, and photoresist resin.
(9)前記無機物質がSiO、SiO_2又はTiO_
2である特許請求の範囲第7項記載の液晶素子。
(9) The inorganic substance is SiO, SiO_2 or TiO_
2. The liquid crystal element according to claim 7, which is No. 2.
(10)前記効果を有する面が基板の面に絶縁物質を斜
め蒸着することによって得られた面である特許請求の範
囲第1項又は第5項記載の液晶素子。
(10) The liquid crystal element according to claim 1 or 5, wherein the surface having the effect is a surface obtained by diagonally depositing an insulating material on the surface of the substrate.
(11)前記絶縁物質がSiO又はSiO_2である特
許請求の範囲第10項記載の液晶素子。
(11) The liquid crystal element according to claim 10, wherein the insulating material is SiO or SiO_2.
(12)前記効果を有する面が基板の面を斜方エッチン
グすることによって得られた面である特許請求の範囲第
1項又は第5項記載の液晶素子。
(12) The liquid crystal element according to claim 1 or 5, wherein the surface having the effect is a surface obtained by obliquely etching the surface of the substrate.
(13)前記面が有機絶縁物質又は無機絶縁物質の被膜
又は基板によって形成された面である特許請求の範囲第
12項記載の液晶素子。
(13) The liquid crystal element according to claim 12, wherein the surface is a surface formed of a film or a substrate of an organic or inorganic insulating material.
(14)前記有機絶縁物質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、ユリヤ樹脂、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13項記載の液晶素子。
(14) the organic insulating material is polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate,
Claim 13: The resin is at least one selected from the resin group consisting of polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, and photoresist resin. The liquid crystal element described in .
(15)前記無機絶縁物質がガラス、SiO、SiO_
2又はTiO_2である特許請求の範囲第13項記載の
液晶素子。
(15) The inorganic insulating material is glass, SiO, SiO_
14. The liquid crystal element according to claim 13, which is TiO_2 or TiO_2.
(16)前記他方の基板が絶縁物質を被膜形成した後に
所定の位置を除いてエッチングすることにより得たスペ
ーサ部材を備えている基板である特許請求の範囲第2項
記載の液晶素子。
(16) The liquid crystal element according to claim 2, wherein the other substrate is a substrate provided with a spacer member obtained by forming a film of an insulating material and then etching except for a predetermined position.
(17)前記スペーサ部材が帯状形状の部材である特許
請求の範囲第16項記載の液晶素子。
(17) The liquid crystal element according to claim 16, wherein the spacer member is a band-shaped member.
(18)前記帯状形状のスペーサ部材を複数個備えた素
子である特許請求の範囲第17項記載の液晶素子。
(18) The liquid crystal element according to claim 17, which is an element comprising a plurality of the band-shaped spacer members.
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