JPS6167828A - chiral smectic liquid crystal element - Google Patents
chiral smectic liquid crystal elementInfo
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- JPS6167828A JPS6167828A JP19079084A JP19079084A JPS6167828A JP S6167828 A JPS6167828 A JP S6167828A JP 19079084 A JP19079084 A JP 19079084A JP 19079084 A JP19079084 A JP 19079084A JP S6167828 A JPS6167828 A JP S6167828A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
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1c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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal element 1c used in a liquid crystal display element, a liquid crystal-light shutter, etc., and more specifically, a liquid crystal element 1c with improved display and driving characteristics by improving the initial alignment state of liquid crystal molecules. It is related to the element.
従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
成し、その電極間に液晶化合物を充填し多数の画素を形
成して、画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子は、
よく知られている。Conventionally, liquid crystal display elements display images or information by configuring a scanning electrode group and a signal electrode group in a matrix, and filling a liquid crystal compound between the electrodes to form a large number of pixels.
well known.
この表示素子の駆動法としては、走査電極群に順次周期
的にアドレス信号を選択印加し、信号電極群には所定の
情報信号をアドレス信号と同期させて並列的に選択印加
する時分割駆動が採用されているが、この表示素子及び
その駆動法には以下に述べる如き致命的とも言える大き
な欠点がある。The driving method for this display element is time-division driving, in which an address signal is selectively and periodically applied to a group of scanning electrodes, and a predetermined information signal is selectively applied in parallel to a group of signal electrodes in synchronization with the address signal. However, this display element and its driving method have major and fatal drawbacks as described below.
即ち、画素密度を高く、或いは画面を大きくするのが稚
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*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、例えば
M、GchadtとW、l1elfriah著1ムpp
’li @tlPhysios Letters V
o、18.44(1971。In other words, it is unwise to increase the pixel density or enlarge the screen. Among conventional liquid crystals, most of them are used practically as display elements because of their relatively high response speed and low power consumption.
'li @tlPhysios Letters V
o, 18.44 (1971.
2.15)、P127−128の ” Voltage
−DeprMentOptical Activity
of a Twisted NematicLiqu
id 0ryatal”に示されたTI (twist
Mnematia )型の液晶を用いたものであり、こ
の型の液晶は、無電界状態で正の誘電異方性をもつネマ
チック液晶の分子が液晶層厚方向で れた構4(ヘリカ
ル構造)を形成し、両電極面でこの液晶の分子が平行に
配列した構造を形成している。−万、電界印加状態では
、正の誘電異方性をもつネマチック液晶が電界方向く配
列し、この結果光学変調を起すことができる。この型の
液晶を用いてマトリクス電極構造によって表示素子を構
成17た場合、走査電極と信号電極が共に選択される領
域(迅択点)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(非君択点)には電圧は印
加されず、従って液晶分子は電荷面に対して並行な安定
配列を保っている。このような液晶セルの上下に互いに
クロスニコル関係にある直線偏光子を配置することによ
り、選択点では光が透過せず、非選択点では光が透過す
るため、画情素子とすることが可能となる。然し乍ら、
マトリクス電極m造を構成した場合には、走査電極が選
択され、信号電極が選択されない領域、或いは走査電極
が選択されず、信号電極が選択される領域(所!11”
半選択点”)Kも有限に電界がかかつてしまう。選択点
にかかる電圧と、半選択点く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1%旬値がこの中間の電圧[K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a (M
)を増やして行った場合、画面全体(1フレーム)を走
査する間に一つの選択点に有効な電界がかかつている時
間(iuty比)が17Hの割合で減少してしまう。こ
のために、<り返し走査を行つ九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9、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離い欠点となっている。この
ような現象は、双安定性を有さ々い液晶(′Wt極面に
対し、液晶分子が水平に配向しているのが安定状態であ
り、電界が有効に印加されている間のみ垂直に配向する
)を時間的蓄積効果を利用して駆動する(即ち、操り返
し走査する)ときに生ずる本質的には避は稚い問題点で
ある。この点を改良するために、電圧平均化法、2周波
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、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ととKよっ
て頭打ちになっているのが現状である。2.15), P127-128 “Voltage”
-DeprmentOptical Activity
of a Twisted NematicLiqu
TI (twist
This type of liquid crystal forms a structure (helical structure) in which nematic liquid crystal molecules with positive dielectric anisotropy are arranged in the thickness direction of the liquid crystal layer in the absence of an electric field. However, a structure is formed in which the liquid crystal molecules are arranged in parallel on both electrode surfaces. - 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 crystal17, in the area where both the scanning electrode and the signal electrode are selected (quick selection point), it is necessary to align the liquid crystal molecules perpendicularly to the electrode surface. No voltage is applied to a region (non-governing point) where a voltage higher than the threshold is applied and neither the scanning electrode nor the signal electrode is selected, and therefore the liquid crystal molecules maintain a stable alignment parallel to the charge plane. By arranging linear polarizers above and below such a liquid crystal cell in a cross-Nicol relationship with each other, light does not pass through selected points, but light passes through non-selected points, making it possible to use it as a picture element. becomes. However,
When a matrix electrode structure is configured, there are areas where scan electrodes are selected and signal electrodes are not selected, or areas where scan electrodes are not selected and signal electrodes are selected (at 11").
The electric field is also finitely strong at the half-selected point (K).The difference between the voltage applied to the selected point and the voltage applied to the half-selected point is sufficiently large that the voltage required to align the liquid crystal molecules perpendicular to the electric field is 1%. If the peak value is set to this intermediate voltage [K, the display element will operate normally, but the scanning line a (M
), the time during which an effective electric field is applied to one selected point while scanning the entire screen (one frame) (iuty ratio) decreases at a rate of 17H. For this reason, the effective voltage difference between selected points and non-selected points when repeated scanning is performed becomes smaller as the number of scanning lines increases9, resulting in a decrease in image contrast. It is difficult to avoid crosstalk and crosstalk, which is a drawback. This phenomenon is caused by a highly bistable liquid crystal ('The stable state is when the liquid crystal molecules are oriented horizontally with respect to the Wt polar plane, and the liquid crystal molecules are oriented vertically only when an electric field is effectively applied This is an essentially unavoidable problem that arises when driving (orienting to) using the temporal accumulation effect (that is, scanning back and forth). In order to improve this point, voltage averaging method, dual-frequency driving 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 and density of display elements. Currently, the number of scanning lines has reached a plateau due to the inability to increase the number of scanning lines sufficiently.
一方、プリンタ分野を眺めて見るに、電気信号を入力と
してハードコピーを得る手段として、画素密度の点から
もスピードの点からも電気画壇信号を光の形で電子写真
感光体く与えるレーザービームプリンタ(LBF)が現
在量も優れている。ところがLBP Kは、
t プリンタとしての装置が大型になる=2 ポリゴン
スキャナの様な高速の駆動部分があり1壜音が発生し、
また厳1.い機械的精度が要求される;など
の欠点がある。この様な欠点を解消すべく電気信号を光
信号に変換する素子として、液晶シャッターアレイが提
案されている。ところが、液晶シャッタアレイを用いて
画素信号を与える場合、たとえば2105mの長さの中
に画素信号を16 dot/m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ぺけ、元来
それぞれの信号発生部全てに信号を送る+7−ド線を配
線しなければならず、製作上困難であった。On the other hand, if we look at the field of printers, laser beam printers provide electronic signals in the form of light to electrophotographic photoreceptors, both in terms of pixel density and speed, as a means of obtaining hard copies using electrical signals as input. (LBF) is also excellent in current quantity. However, with LBPK, the device used as a printer is larger = 2 It has a high-speed driving part such as a polygon scanner, and 1 It makes a loud noise.
Also strict 1. It has disadvantages such as requiring high mechanical precision; In order to overcome these drawbacks, a liquid crystal shutter array has been proposed as an element that converts electrical signals into optical signals. However, when providing pixel signals using a liquid crystal shutter array, for example, in order to write pixel signals at a rate of 16 dots/m within a length of 2105 m, it is necessary to have 3000 or more signal generating units. However, in order to give independent signals to each, it was originally necessary to wire +7- wires to send signals to all of the signal generating parts, which was difficult to manufacture.
そのなめ、工り工Nl (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JII/C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1/Mとな抄感元体上で得られ
る光量が減少してしまってた、クロストークの問題が生
ずるという雌点がある。For this reason, an attempt has been made to provide pixel signals for Nl (lines) in a time-division manner using a signal generating section divided into several lines. In this way, the electrodes that provide signals can be connected to a plurality of signal generating sections, and the amount of wiring can be substantially reduced. However, in this case, if the number of lines (N) is increased using a liquid crystal that does not have bistability, as is usually done, the signal ON time becomes substantially 1/M. The downside is that the amount of light that can be obtained at the top has been reduced, and there are problems with crosstalk.
このような従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て双安定性を有する液晶素子の使用がQlarkおよび
Lagerwallによ抄提案されている(特開昭56
−107214号公報、米国特許第4567924号明
細書等)。双安定性液晶としては、一般に、カイラルス
メクテイック0相(sma )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(
日mH*)カイラルスメクテイック7相(8m ’ 勺
、カイラルスメクテイックエ相(smx”)、およびカ
イラルスメクテイックG相(8mG”)を有する強誘電
性液晶が用いられる。Qlark and Lagerwall have proposed the use of a bistable liquid crystal element to improve the drawbacks of conventional liquid crystal elements (Japanese Patent Laid-Open No. 1983-1993).
-107214, U.S. Pat. No. 4,567,924, etc.). Bistable liquid crystals generally include chiral smectic 0 phase (SMA) or other chiral smectic phases, specifically chiral smectic H phase (
A ferroelectric liquid crystal having seven chiral smectic phases (8 mH*), a chiral smectic E phase (smx''), and a chiral smectic G phase (8 mG'') is used.
この液晶は電界に対1−て第1の光学的安定常態と哨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、
例えば一方の電界ペクル)K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ことによシ、上述した従来
のTN型素子の時題点の多くに対して、かな9本質的な
改善が得られる。この点け、本発明と関連して、以下に
、更に詳細に説明する。しかしながら、この双安定性を
有する液晶を用いる光学変調素子が所定の駆動特性を発
揮するためには、一対の平行基板間に配置される液晶が
、電界の印加状りとは無関係く、上だ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amc*又は他のカイラルス
メクテイック相を有する強訴電性液晶についてtJ、8
mO又は他のカイラル、スメクテイツク相を有する液晶
分子層が基板面に対して垂直で、したがって液晶分子軸
が基板面にほぼ千行く配列した領域(モノドメイン)が
形成される必要がある。17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
ずしも満足忙形成されなかったために、充分な特性が得
られなかったのが笑f青である。This liquid crystal exhibits an optically stable state of 1-1 and a state of optical stability of 2
It has a bistable state consisting of an optically stable state of
For example, the liquid crystal is aligned in a first optically stable state with respect to one electric field vector K, and the liquid crystal is aligned in a second optically stable state with respect to the other electric field vector. Additionally, this type of liquid crystal can respond to an applied electric field by very quickly taking one of the two stable states described above, and by maintaining that state when no electric field is applied. Substantial improvements are obtained over many of the problems of conventional TN type devices. This point will be explained in more detail below in connection with the present invention. However, in order for an optical modulation element using this bistable liquid crystal to exhibit predetermined drive characteristics, the liquid crystal placed between a pair of parallel substrates must be It is necessary that the molecules be in such a state that conversion between two stable states can occur effectively. For example, for strongly electrostatic liquid crystals with amc* or other chiral smectic phases, tJ, 8
It is necessary that a layer of liquid crystal molecules having mO or other chiral or smectic phase be perpendicular to the substrate surface, thus forming a region (monodomain) in which the liquid crystal molecular axes are aligned in approximately 1,000 rows on the substrate surface. 17 However, in conventional optical modulation elements using liquid crystals with bistable properties, sufficient characteristics cannot be obtained because the alignment state of the liquid crystals having such a monodomain structure is not always formed satisfactorily. The one that wasn't there was lol.
たとえば、このような配向状態を与える九めに、磁界を
印加する方法、せん断力を印加する方法、などが提案さ
れている。しかしながら、これらは、いずれも必ずしも
満足すべき結果を与えるものではなかった。たとえば、
磁界を印加する方法は、大規模な装置を要求するととも
に作動特性の良好な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, a method of applying a magnetic field, a method of applying a shear force, etc. have been proposed to provide such an orientation state. However, none of these methods necessarily gave satisfactory results. for example,
The method of applying a magnetic field requires a large-scale device and is incompatible with thin-layer cells with good operating characteristics.The method of applying a shear force requires a large-scale device and is difficult to use in thin-layer cells with good operating characteristics. The problem is that it is incompatible with the injection method.
本発明の主要な目的は、上述した事情に憎み高速応答性
、高密度WJ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Kよれ、その
特性を光分く発揮させ得る液への配向′@御法を提供す
ることKある。The main object of the present invention is to overcome the above-mentioned circumstances and to develop bistable devices that have potential suitability as display devices with high-speed response, high-density WJ elements and large areas, or optical shutters with high shutter speeds. In an optical modulation element using a liquid crystal having a liquid crystal, the present invention aims to improve the monodomain formation property or initial orientation property, which has been a problem in the past, and provides a method for controlling the orientation of a liquid that can exhibit its properties optically. There is a thing called K.
本発明者らは、上述の目的で更に研究I7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、
スメクデイツク相の低温状態へ移行する降温過程に於け
る配向性に着目したところ、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相およびカイラルスメ
クテイック0相、カイラルスメクテイックH相(SmH
”)、カイラルスメクテイックy相(8mG勺、などの
カイラルスメクテイック相に相転移を生じる液晶(以下
、液晶層という)の少なくと本1種と降温過程で等方相
からコレステリック相およびカイラルスメクティック相
に相転移を生じる液晶(以下、液晶Bという)の少なく
とも1種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優先して一
方向に配列させる効果を付与するととKよに、液晶分子
が一方向に配列したモノドメインを形成するととができ
、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1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 I7 for the above-mentioned purpose, the present inventors found that, in particular, when liquid crystal materials are in a different phase (for example, in a high-temperature state such as an isotropic phase),
We focused on the orientation during the cooling process in which the smectic phase transitions to a low-temperature state, and found that during the cooling process, the isotropic phase changes to the cholesteric phase, the smectic A phase, the chiral smectic 0 phase, and the chiral smectic H phase (SmH
At least one type of liquid crystal (hereinafter referred to as liquid crystal layer) that undergoes a phase transition to a chiral smectic phase (hereinafter referred to as a liquid crystal layer), such as a chiral smectic phase (8mG), and a phase transition from an isotropic phase to a cholesteric phase and a chiral smectic phase during the cooling process. When using a liquid crystal composition containing at least one type of liquid crystal that undergoes a phase transition to a chiral smectic phase (hereinafter referred to as liquid crystal B), the direction of the molecular axis of the liquid crystal is prioritized on the surface of the substrate that contacts the liquid crystal at the interface. When the effect of unidirectional alignment is imparted, it is possible to form monodomains in which liquid crystal molecules are aligned in one direction, and as a result, the operating characteristics of the device based on the bistability of liquid crystals and the monodomains of the liquid crystal layer can be improved. It has been found that it is possible to obtain a liquid crystal element having a structure that is compatible with properties and to improve alignment stability over a long period of time.
さらに、本発明者らは、前述の液晶組成物中に降温過程
で等方相からスメクティック人相およびカイラルスメク
ティック相に相転移を生じる液晶(以下、液晶0という
)を別えた液晶組成物は、前述の液晶組成物よシも一層
畏期間に亘った配向の安定性能が得られるととを見い出
した。Furthermore, the present inventors have found that a liquid crystal composition in which a liquid crystal that undergoes a phase transition from an isotropic phase to a smectic human phase and a chiral smectic phase (hereinafter referred to as liquid crystal 0) in the liquid crystal composition during the cooling process is separated from the liquid crystal composition described above. It has been found that the liquid crystal composition described above also provides more stable alignment over a longer period of time.
従って、本発明は前述の液晶Aと液晶B1好まL <は
液晶0を含有させた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5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1)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。Therefore, the present invention has a cell structure in which a liquid crystal composition containing the liquid crystal A and the liquid crystal B1 is sealed, and the surface of at least one of the pair of substrates is an interface. It is characterized by having the effect of preferentially aligning the molecular axes of the liquid crystal in one direction (1).
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in further detail with reference to the drawings as necessary.
本発明で用いる液晶組成物は、所定温度で強誘電性を示
す。前述の液晶ム、液晶B及び液晶Oの几体例を、それ
ぞれ表1、表2及び表5に示す。The liquid crystal composition used in the present invention exhibits ferroelectricity at a predetermined temperature. Examples of the liquid crystal M, liquid crystal B, and liquid crystal O described above are shown in Table 1, Table 2, and Table 5, respectively.
表 1
液晶ムの具体例
(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℃ 12B3℃結晶! 8m3 = s
mo” +−8mA1 71.0℃ 174
.2℃−コレステリック相 −;a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℃ 95℃
結晶 =8mC*=smム
112℃ 131℃
= コレステリック相 に 等方相
(31p−11−オクチルオキシ安息香酸−ヅー(2−
メチルブチルオキシ)フェニルエステル結晶: 8mO
: 8mA=コレステリック相=等方相表2
液晶Bの具体例
(化合物名、構造式及び相転移点)
4−へキシルオキシフェニル−4〜(21−メチルブチ
ル)ピフェニル−4′−カルボキシレート
4−オクチルオキシフェニル−4−(2’−メチルブチ
ル)ピフェニル−4′−カルボキシレート
76℃ 88.6℃ 155.4℃結晶
ヰ smQ =ブレステリツク相= 等方相4−(2’
−メチルブチル)フェニル−4−(4’−メチルヘキシ
ル)ビフェニル−4′〜カルボ中シレート
83.4℃ 114℃55℃
95℃ 145℃結晶 : 9 m
Q艷にプレステリツク相=等方相表 5
液晶Cの具体例
(化合物名、構造式及び相転移点)
P−デシロキシベンジリデン−y−アミノ−2−−メチ
ルプチルシンナメー)(DOBAMBO)76℃
95℃
結晶−48mO” ”;i 8mA : 等方相P
−へキシロキシベンジリデン−y−アミノ−2−一りロ
ルプロビルシンナメー)(HOBAOPO)60℃
64℃ 78℃
結晶ヰSmHヰ SmGヰ SmAヰ 等方相P−デシ
ロキシベンジリデン−1−アミノ−2−−メチルブチル
−α−シアノシンナメー)(DOBAMBOO)92℃
104℃
結晶→ 13mA :等方相
P−テトラデシ四キシベンジリデン−y−アミノ−2−
−メチルブチル−α−シアノシンナメート(TDOBA
MBOO)
78℃ 104℃
P−オクチルオキシベンジリデン−1−アミノ−2−一
メチルブチルーα−クロロシンナメート(OOBAMB
CO)41℃ 66℃
P−オクチルオキシベンジリデン−P′−アミノ−2−
一メチルブチルーα−メチルシンナメート結晶: El
mO: 8mA : 等方相4.4′−アゾキシシ
ンナミックアシッド−ビス(2−メチルブチル)エステ
ル
121℃ 134℃ 168℃
結晶;: BmO*: 8mA :等方相R
4−0−(2−メチル)−プテルレゾルシリデンー4−
−オクチルアニリン(MBRA 8 )
280℃ 55℃ 62℃結晶、2−
Bm(4128mA 、2− 等方相これら前述の液
晶ム、液晶B及び液晶Cは、それぞれ2種以上組合せて
使用することができる。Table 1 Specific examples of liquid crystals (compound name, structural formula and phase transition point) 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'octyloxybiphenyl-4-carboxylate 78°C
80℃ 12B3℃ crystal! 8m3 = s
mo” +-8mA1 71.0℃ 174
.. 2°C - cholesteric phase -; a phase 4-pentylphenyl-4-(4'-methylhexyl)
Biphenyl-4'-carboxylate 91.5℃ 95℃ Crystal = 8mC*=smm 112℃ 131℃ = Cholesteric phase to isotropic phase (31p-11-octyloxybenzoic acid-du(2-
Methylbutyloxy)phenyl ester crystal: 8mO
: 8mA = cholesteric phase = isotropic phase Table 2 Specific examples of liquid crystal B (compound name, structural formula and phase transition point) 4-hexyloxyphenyl-4-(21-methylbutyl)piphenyl-4'-carboxylate 4-octyloxy Phenyl-4-(2'-methylbutyl)piphenyl-4'-carboxylate 76°C 88.6°C 155.4°C Crystallization smQ = Bresterik phase = Isotropic phase 4-(2'
-Methylbutyl)phenyl-4-(4'-methylhexyl)biphenyl-4' - carboxylate 83.4°C 114°C 55°C
95℃ 145℃ crystal: 9 m
Presterik phase on Q = isotropic phase table 5 Specific example of liquid crystal C (compound name, structural formula and phase transition point) P-decyloxybenzylidene-y-amino-2-methylbutylcinname) (DOBAMBO) 76°C
95℃ Crystal -48mO""; i 8mA: Isotropic phase P
60°C
64℃ 78℃ CrystalヰSmHヰ SmGヰ SmAヰ Isotropic phase P-decyloxybenzylidene-1-amino-2-methylbutyl-α-cyanosinname) (DOBAMBOO) 92℃
104℃ Crystal → 13mA: Isotropic phase P-tetradecytetraxybenzylidene-y-amino-2-
-Methylbutyl-α-cyanocinnamate (TDOBA)
MBOO) 78℃ 104℃ P-octyloxybenzylidene-1-amino-2-monomethylbutyl-α-chlorocinnamate (OOBAMB
CO) 41℃ 66℃ P-octyloxybenzylidene-P'-amino-2-
Monomethylbutyl-α-methylcinnamate crystal: El
mO: 8mA: Isotropic phase 4.4'-Azoxycinnamic acid-bis(2-methylbutyl) ester 121℃ 134℃ 168℃ Crystal;: BmO*: 8mA: Isotropic phase R 4-0-(2- Methyl)-pterresol cylidene-4-
-Octylaniline (MBRA8) 280°C 55°C 62°C crystal, 2-
Bm (4128 mA, 2-isotropic phase) The above-mentioned liquid crystals, liquid crystal B, and liquid crystal C can each be used in combination of two or more types.
本発明で用いる液晶組成物での液晶Aと液晶B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1
重を部の液晶BK対して0.05〜20重景部、好まし
くは0.5〜2重量部である。又、液晶Cの配合割合は
、液晶組成物中に0.1〜40重tに、好ましくは5〜
20を鎗にである。The ratio of liquid crystal A to liquid crystal B in the liquid crystal composition used in the present invention varies depending on the type of liquid crystal used, but is generally 1.
The amount is 0.05 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight, per part by weight of liquid crystal BK. The proportion of liquid crystal C in the liquid crystal composition is 0.1 to 40 wt., preferably 5 to 40 wt.
20 as a spear.
これらの材料を用いて素子を゛構成する場合、液晶組成
物が8mO”、8mH”、smy”、Sm工9、SmG
”となるような温度状QK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綱ブロック等により支持す
ることができる。When constructing an element using these materials, the liquid crystal composition may be 8mO", 8mH", smy", Sm-9, SmG
In order to maintain the temperature state QK such that ``, the element can be supported by a rope block or the like in which a heater is embedded, if necessary.
第1■は、強li!電性液晶の動作説明の為に、セルの
例を模式的に描いたものである。11と、11′は、I
n、Os、BnOgあるいは工To (工n(lium
−Tin 0xle )等の薄膜からなる透明電極で被
覆された基板(ガラス板)であ抄、その間Fcg晶分子
層12がガラス面に垂直になるよう配向したsmo傘、
BmFi*、gmy*、8ml*、8mG傘などのカイ
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1fs13が液晶分子を表わしており、この液晶
分子1Sはその分子に直交した方向に双極子モーメン)
(P上)14を有している。The first ■ is strong li! An example of a cell is schematically drawn to explain the operation of an electroconductive liquid crystal. 11 and 11' are I
n, Os, BnOg or 工To ( 工n(lium
- A smo umbrella in which the Fcg crystal molecular layer 12 is oriented perpendicularly to the glass surface;
Chiral smectic phase liquid crystals such as BmFi*, gmy*, 8ml*, and 8mG umbrella are sealed. 1fs13 shown in bold line represents a liquid crystal molecule, and this liquid crystal molecule 1S has a dipole moment in the direction perpendicular to the molecule)
(P top) It has 14.
基板11と11′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上)14がすべて電界方向く向くよう
、液晶分子1S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。When a voltage higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 11 and 11', the helical structure of the liquid crystal molecules 13 is unraveled, and the liquid crystal molecules 1S are aligned so that all the dipole moments (on P) 14 are oriented in the direction of the electric field. You can change direction. 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
、その厚さを充分く薄く(例えば10μ以下)すること
ができる。このように液晶層が薄くなることにしたがい
、第2図に示すように′rl!L界を印加していない状
態でも液晶分子のらせん構造がほどけ、非らせん構造と
なり、その双極子モーメン)?またはyは上向き(24
)又は下向@ (24うのどちらかの状態をとる。この
ようなセルに、42図に示す如く一定の閾値以上の極性
の異る電界E又は1を電圧印加手段21と21′により
付与すると、双極子モーメントは、電界罵又はdの電界
ベクトルに対応して上向き24又は下向き24′と向き
を変え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状態23
かあるいは第2の安定状!1R23’の何れか一方に配
向する。The liquid crystal cell preferably used in the optical modulation element of the present invention can have a sufficiently thin thickness (for example, 10 μm or less). As the liquid crystal layer becomes thinner in this way, as shown in FIG. 2, 'rl! Even when no L field is applied, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds, becoming a non-helical structure, and its dipole moment)? or y is upward (24
) or downward @ (takes either of the states shown in 24).To such a cell, an electric field E or 1 of different polarity above a certain threshold value is applied by voltage application means 21 and 21' as shown in Fig. 42. Then, the dipole moment changes its direction upward 24 or downward 24' in response to the electric field vector d, and the liquid crystal molecules accordingly move into the first stable state 23.
Or a second stable state! 1R23' orientation.
このような強誘電性を光学変FJI!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。This kind of ferroelectricity can be optically modified by FJI! As mentioned earlier, there are two advantages to using it as an 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、例えば第2図によって更に説明すると、電界!を
印加すると液晶分子は第1の安定状U23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
電界ゴを印加すると、液晶分子は第2の安定状fff4
25’lc配向してその分子の向きを変えるが、やはり
電界を切ってもこの状態に留っている。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, the electric field! When the voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state U23, and this state remains stable even when the electric field is turned off. Furthermore, when an electric field in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules enter the second stable state fff4.
The 25'lc orientation changes the orientation of the molecule, but it remains in this state even after 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。Further, as long as the applied electric field E does not exceed a certain threshold value, each orientation state is maintained.
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。In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible.
この様な強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当た
って最も問題となるのは、先にも述べたよ うg、8m
O本、8mH本、BmF本、13mI本、8mG傘など
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、モノドメイン性の高いセルを形成することが回軸な
ことであり、この点に解決を与えることが大発明の主要
な目的である。As mentioned earlier, the biggest problem when forming an element with such a liquid crystal having ferroelectric properties is g and 8 m.
Monodomain property in which layers with chiral smectic phases such as O, 8mH, BmF, 13mI, and 8mG umbrellas are aligned perpendicular to the substrate surface, and liquid crystal molecules are aligned approximately parallel to the substrate surface. The key point is to form cells with a high level of energy, and the main purpose of the invention is to provide a solution to this point.
R5図(ム)とCB)は、本発明の液晶素子の一実施例
を示してhる。第3図(ム)は、大発明の液晶素子の平
面図で、第S図(13)はそのA −A’断面図である
。Figures R5 (m) and CB) show an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 3(M) is a plan view of the liquid crystal element of the great invention, and FIG. S(13) is a sectional view taken along the line A-A'.
第3図で示すセル構造体100は、ガラス板又はプラス
チック板々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!、ており、さらに基板101の上には複数の透
uA電極102からなる[極群(例えば、マトリクス′
成極構造のうちの走査電圧印加用電極群)が例えば帯状
パターンなどの所定パターンで形成されている。基板1
01′の上には前述の透明電極102と交差させた複数
の透明′4極102′からなる電極群(例えば、マトリ
クス電極拾遺のうちの信号電圧印加用電極n)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 plates 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. Has a cell structure glued with! , and furthermore, on the substrate 101, a plurality of transparent uA electrodes 102 (a group of electrodes (for example, a matrix '
The scanning voltage application electrode group (of the polarization structure) is formed in a predetermined pattern such as a strip pattern. Board 1
An electrode group (for example, the signal voltage applying electrode n of the matrix electrode set) consisting of a plurality of transparent quadrupole electrodes 102' intersecting with the transparent electrode 102 described above is formed on the electrode 01'.
この様な透明電極102′を設けた基板101′には、
例えば、−酸化硅素、二酸化弗素、酸化アルミニウム、
ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セリウム、フッ
化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素
窒化物などの無機絶縁物質やポリビニルアルコール、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ボ
リノくラキシレリ/、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、セルロース附脂、メラミン樹脂、エリ
ア樹脂やアクリル樹脂などの有機絶縁物質を用いて被膜
形成した配向制御膜105を設けることができる。The substrate 101' provided with such a transparent electrode 102' has
For example - silicon oxide, fluorine dioxide, aluminum oxide,
Inorganic insulating materials such as zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, borinol, polyester, polycarbonate, polyvinyl The alignment control film 105 may be formed using an organic insulating material such as acetal, polyvinyl chloride, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, area resin, or acrylic resin.
この配向制御膜105は、前述の如き無機絶縁物質又は
有機絶縁物質を被膜形成した後に、その表面をビ四−ド
、布や紙で一方向に摺擦(ラビング)するととくよって
得られる。This orientation control film 105 is obtained by forming a film of the above-described inorganic or organic insulating material and then rubbing the surface in one direction with a bead, cloth, or paper.
本発明の別の好ましい具体例ではsloや810t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′fI!膜形成することK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, an inorganic insulating material such as slo or 810t is deposited on the substrate 101' using an oblique evaporation method. By forming the film, the orientation control film 105
can be obtained.
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を有すふ絶i基板503上に載置され前記吸出
口505から伸びる(図示されていない)真空ポンプ〈
よりペルジャー501が真空にされる。タングステン葉
又はモリブデン製のるつは507はペルジャー501の
内部及び底部に配置され、るつぼ507には数グラムの
810゜810t、MPPtなどの結晶508がaaさ
れる。るつぼ507はT1の2つのアーム507a、5
07bを有し、前記アームは夫々溝@ 509,510
に接続される。In the apparatus shown in FIG. 5, a pelger 501 is placed on a vacuum substrate 503 having a suction port 505, and a vacuum pump (not shown) extends from the suction port 505.
The Pel jar 501 is then evacuated. A crucible 507 made of tungsten leaf or molybdenum is placed inside and at the bottom of the Pel jar 501, and several grams of crystals 508 such as 810° 810t, MPPt, etc. are aa in the crucible 507. The crucible 507 has two arms 507a and 5 of T1.
07b, and said arms have grooves @ 509, 510, respectively.
connected to.
[$506及びスイッチ504がペルジャー501の外
部導線509,510間に直列に接続される。基板50
2はペルジャー501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。[$506 and switch 504 are connected in series between external conductors 509 and 510 of Pelger 501. Substrate 50
2 is placed inside the Pel jar 501 directly above the crucible 507 at an angle of θ with respect to the vertical axis of the Pel jar 501.
スイッチ504が開放されると、ペルジャー501はま
ず約10−5m5+HF圧の真空状態にされ、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が蒸発されるまで電源506を調節して電
力が供給される。適温範囲(700−1ooo℃)に対
して必要な電流は約1°OOampsである。結晶50
Bは次(蒸発され図中Sで示された上向きの分子流を形
放し、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、この結果基板502が被膜さ
れる。角度θは上記の1入射角”であり、流体日の方向
は上記1斜め蒸着方向”である。この。When the switch 504 is opened, the Pelger 501 is first brought to a vacuum of approximately 10-5 m5 + HF pressure, and then the switch 504 is closed and the power supply 506 is turned on until the crucible 507 is incandescent at a suitable temperature and the crystal 508 is evaporated. Power is supplied in a regulated manner. The required current for a suitable temperature range (700-100°C) is about 1°OOamps. crystal 50
B is then evaporated and releases 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, resulting in the substrate 502 being coated. The angle θ is the above-mentioned 1 incident angle, and the direction of the fluid direction is the above-mentioned 1 oblique deposition direction.
被膜の膜厚は基板502fペルジヤー501に挿入する
前に行なわれるA1.tの時間に対する厚みのキャリブ
レーションによ妙決定される。適宜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5
04を開放してペルジャー501とその内部を冷却する
。次に圧力を大気圧まで上げ基板502をペルジャー5
01から取シ外す。The film thickness of the coating is determined by A1. It is determined by the calibration of the thickness with respect to time t. When a film of appropriate thickness is formed, the power from the power source 506 is reduced and the switch 5 is turned off.
04 is opened to cool the Pel jar 501 and its inside. Next, the pressure is increased to atmospheric pressure and the substrate 502 is placed on the Pelger 5.
Remove it from 01.
ま九、別の具体例ではガラス又はプラスチックからなる
基板101′の表面あるいは基板101′の上に前述し
た鵞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
とによ妙、その表面に配向制御効果を付与することがで
きる。。(9) In another specific example, after forming a film of the above-mentioned insulating material or organic insulating material on the surface of the substrate 101' 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. .
前述の配向制御膜105は、同時Ke繰膜としても機能
されることが好ましく、このためにこの配向制御1!1
05の膜厚は一般に100A〜1μ、好ましくは500
1〜5000^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t<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訃し
、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 film 105 also functions as a simultaneous Ke film, and for this purpose, this orientation control 1!1
The film thickness of 05 is generally 100A to 1μ, preferably 500A
It can be set in the range of 1 to 5000^. This insulating film also has the advantage of preventing the generation of current caused by impurities contained in the liquid crystal layer 103, and therefore does not deteriorate the liquid crystal compound even if the operation is repeated. do not have.
また、本発明の液晶素子では前述の配向制御膜105と
同様のものをもう一方の基板101に股′けることがで
きる。Further, in the liquid crystal element of the present invention, a film similar to the above-mentioned 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、
sI!、c”、SmH”、smF”、8ml”、 8m
G”などのカイラルスメクテイック相とすることができ
る。このカイラルスメクテイック液晶層105は前述の
液晶層と液晶Bが、さらに好ま1.〈は液晶Cが含有さ
れている。The liquid crystal layer 103 in the cell structure 100 shown in FIG.
sI! , c”, SmH”, smF”, 8ml”, 8m
The chiral smectic liquid crystal layer 105 contains the above-mentioned liquid crystal layer and liquid crystal B, more preferably liquid crystal C.
本発明で!要な点け、前述の液晶Aと液晶Bを含有する
液晶組成物を用いて、“高温相からスメクテイツク相又
はカイラルスメクテイソク相に相転移させる際、この液
晶分子軸が配向制御膜105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。With this invention! An important point is that when a liquid crystal composition containing the liquid crystal A and liquid crystal B described above is used to cause a phase transition from a high temperature phase to a smectic phase or a chiral smectic phase, this liquid crystal molecular axis is imparted to the alignment control film 105. As a result, uniform monodomains are formed, and the orientation is not disturbed at all even during long-term storage.
@4図は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わしてい
る。第4図で示す液晶素子は、一対の基板101と10
1′の間Km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、例えば配向制御$105
が設けられていない基板101′の上K 1310.E
liO,、A/、O,、T2O,すどの無機化合・匈あ
るいはポリビニルアルコール ポリイミド、ポリアミド
イミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシリレン、ポ
リエステ〃、ポリカーゼネート、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、所定の位置くスペーサ部材2
01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。Figure @4 shows another specific example of the liquid crystal element of the present invention. The liquid crystal element shown in FIG. 4 consists of a pair of substrates 101 and 10.
Km number of spacer members 201 are arranged between 1'. This spacer member 201 is, for example, an orientation control $105
K 1310. E
liO,, A/, O,, T2O, Inorganic compounds such as polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarzenate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate After forming a film of resin such as polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, or photoresist resin by an appropriate method, place the spacer member 2 at a predetermined position.
It can be obtained by etching so that 01 is arranged.
この様々セル構造体100Fi、基板101と101′
O両(111Ka/ロスニコル状■又11 /< 9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102 と102′の間に電圧を印加
した時に光学変調を生じるととくなる。These various cell structures 100Fi, substrates 101 and 101'
Polarizers 107 and 108 which are in a 111 Ka/Ross Nicol state or 11/<9 rel Nicol state are arranged respectively, and optical modulation occurs when a voltage is applied between the electrodes 102 and 102'.
次、本発明の液晶素子の作成法について、液晶層105
の配向制御法について第5図を用いて具体的に説明する
。Next, regarding the method for manufacturing the liquid crystal element of the present invention, the liquid crystal layer 105
The orientation control method will be specifically explained using FIG. 5.
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)K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) K is set.
次にセル10G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。Next, the liquid crystal composition in the cell 10G 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.
第6図は、中間に強誘性液晶化合物が挾まれたマトリク
ス電極構造を有するセル41の模式図である。42は走
査電極群であ夛、43は信号電極群でおる。第7図(a
)と(1))は、それぞれ選択された走査電極42(a
)Ic与えられる電気信号とそれ以外の走□査電極(選
択されない走査電極) 42 (n)に与えられる電気
信号を示し。FIG. 6 is a schematic diagram of a cell 41 having a matrix electrode structure in which a ferroelectric liquid crystal compound is sandwiched in the middle. 42 is a scanning electrode group, and 43 is a signal electrode group. Figure 7 (a
) and (1)) are respectively selected scanning electrodes 42(a
)Ic shows the electrical signal given to the other scanning □scanning electrodes (unselected scanning electrodes) 42(n).
第6図(0)と(、i)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45 (n) Ic与えられる電気信号を表わす。FIGS. 6(0) and 6(i) represent the electric signal applied to the selected signal electrode 43 (s) and the electric signal applied to the unselected signal electrode 45 (n) Ic, respectively.
第7図(a)〜(a) においては、それぞれ横軸が時
間を、縦軸が電圧を表わす。例えば、動画を表示するよ
うな場合に社、走査電極群42は逐次、周期的に選択さ
れる。今、双安定性を有する液晶セルの第1の安定状態
を与えるための閾値電圧をvthlとし、第2の安定状
態を与えるための閾値電圧を−vth2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(L)に示される如く、位相(時間)t。In FIGS. 7(a) to 7(a), the horizontal axis represents time and the vertical axis represents voltage. For example, when displaying a moving image, the scanning electrode groups 42 are sequentially and periodically selected. Now, if the threshold voltage for providing the first stable state of the liquid crystal cell having bistable property is vthl, and the threshold voltage for providing the second stable state is -vth2, then the selected scan electrode 42 (s ) is the electrical signal given to
As shown in FIG. 7(L), the phase (time) t.
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(1))に示す如くアース状jihとなって
おり、電気信号0である。一方、選択された信号電極4
5 (s) K与えられる電気信号は第7図(0)に示
される如くvであり、又選択されない信号電極45 (
n)に与えられる電気信号は第7図(’d)に示される
如(−4である。以上に於て、電圧Vは
V<7th、 <21 ト−V>−Vth2>−21を
満足する所望の値に設定される。このような電気信号が
与えられたときの各画素に印加される電圧波形を第8図
に示す。第8図(5L) −(、i)は、それぞれ第6
図中の画素A、B、C!およびDと対応しいてる。すな
わち第8図より明らかな如く、選択された走査線上にあ
る画素人では、位相t2に於て閾値vth、を越える電
圧2vが印加される。又同一走査線上に存在する画XB
では位相t1で閾値−vth2を越える電圧−2vが印
加される。従って、選択された走査電極線上に於て信号
電極が選択されたか否かく応じて、選択された場合には
液晶分子は第1の安定状態(配向を揃え、選択されない
場合には第2の安定状態に配向を揃える。いずれにして
も各画素の前歴には関係することはない・
一方、画素○とDK示される如く、選択されない走査線
上では、すべての画素0.!−Dに印加される電圧は+
V又は−Vであって、いずれも閾値電圧を越えない。従
って各画素CとDにおける液晶分子は、配向状態を変え
ることなく前回走査されたときの信号状態に対応した配
向を、そのまま保持している。即ち、走査電極が選択さ
れたときKその一ライン分の信号の書き込みが行われ、
−フレームが終了して次回選択されるまでの間は、その
信号状態を保持し得るわけである。従って、走査電極数
が増えても、実質的なデユーティ比はかわらず、コント
ラストの低下とり冒ストーク等は全く生じない。この際
。It is an alternating voltage that becomes V at phase (time) t2 and -V at phase (time) t2. In addition, other scanning electrodes 42 (n)
is in a ground state as shown in FIG. 7 (1)), and the electrical signal is 0. On the other hand, the selected signal electrode 4
5 (s) K The electric signal applied is v as shown in FIG. 7 (0), and the unselected signal electrode 45 (
The electric signal given to n) is (-4) as shown in FIG. Figure 8 shows the voltage waveform applied to each pixel when such an electric signal is applied. 6
Pixels A, B, C in the figure! and corresponds to D. That is, as is clear from FIG. 8, a voltage of 2v exceeding the threshold value vth is applied to the pixels on the selected scanning line at phase t2. Also, the image XB that exists on the same scanning line
In this case, a voltage -2v exceeding the threshold value -vth2 is applied at phase t1. Therefore, depending on whether or not a signal electrode is selected on the selected scanning electrode line, if the signal electrode is selected, the liquid crystal molecules are in the first stable state (aligned alignment, and if not selected, the liquid crystal molecules are in the second stable state). In any case, it is not related to the previous history of each pixel. On the other hand, as shown in pixels ○ and DK, on the scan line that is not selected, it is applied to all pixels 0.!-D. The voltage is +
V or -V, neither of which exceeds the threshold voltage. Therefore, the liquid crystal molecules in each pixel C and D maintain the orientation corresponding to the signal state when scanned last time without changing the orientation state. That is, when a scanning electrode is selected, a signal for one line of K is written,
- The signal state can be maintained until the next selection after the end of the frame. Therefore, even if the number of scanning electrodes increases, the actual duty ratio does not change, and no reduction in contrast or distortion occurs at all. On this occasion.
電圧値Vの値及び位相(t、 +t2) == Tの値
とし・ては、用いられる液晶材料やセルの厚さにも依存
するが、通常3ボルト〜70ボルトで0.1μsec〜
2maeaの範囲が用いられる。従って、この場合では
選択された走査電極に与えられる電気信号が第1の安定
状態(光信号に変換されたとき「明」状態であるとする
)から第2の安定状態(光信号に変換されたと′f!「
暗」状態であるとスル)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EImO” 、 8
WIE” 、 8mF” 。Value of voltage value V and phase (t, +t2) == The value of T depends on the liquid crystal material used and the thickness of the cell, but is usually 0.1 μsec to 3 volts to 70 volts.
A range of 2 maea is used. Therefore, in this case, the electrical signal applied to the selected scanning electrode changes from the first stable state (assumed to be in the "bright" state when converted to an optical signal) to the second stable state (assumed to be a "bright" state when converted to an optical signal). and′f!”
A change can occur either from the dark state to the dark state or vice versa. EImO” mentioned above, 8
WIE”, 8mF”.
Elml” 、 BmG”などのカイ2ルスメクテイツ
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 chi2lsmectic phase such as "Elml" or "BmG" is used alone, when the liquid crystal composition used in the present invention is used, an alignment state with good alignment properties and fewer alignment defects can be 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8mC”、 8mH*、 8mF”、 8mI”
。Especially when the cell thickness is thin or bistability (memory property)
8mC”, 8mH*, 8mF”, 8mI” with
.
SmG“ などのカイ2ルスメクテイツク相の場合には
、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1
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2
μm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 chi2lsmectic phase such as SmG, the restraining force (effect of substrate alignment treatment) on liquid crystal molecules on the substrate surface is 1 in terms of switching characteristics (response speed).
The weaker the strength, the better. Therefore, when only one substrate surface is aligned, a faster response speed can be obtained than when both substrate surfaces are aligned. At this time, the cell thickness is 2
In a μm cell, when only one side of the substrate is subjected to alignment treatment, a response speed 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1〕
ピッチ100μmで幅62.5μmのストライプ状の工
To膜を電極として設けた正方形ガラス基板を用意し、
これの電極となる工TO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
モリブデン製るつは内にSiO□の結晶をセットした。[Example 1] A square glass substrate was prepared, on which a striped TO film with a pitch of 100 μm and a width of 62.5 μm was provided as an electrode.
This was set in the oblique evaporation apparatus shown in FIG. 5 with the side on which the TO film serving as the electrode was provided facing downward, and then a crystal of SiO□ was set in a molybdenum furnace.
しかる後に蒸着装置内を10 ” TOrr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8102
を斜め蒸着し、800人の斜め蒸着膜を形成した(A電
極板)。After that, the inside of the evaporation apparatus is made into a vacuum state of about 10" Torr, and then 8102 cm is deposited on the glass substrate using a predetermined method.
was obliquely deposited to form an obliquely deposited film of 800 people (A electrode plate).
一方、同様のストライプ状の工TO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「P工Q」:不揮発分濃度14.5wt%)をスピナ
ー塗装機で塗布し、120℃で30分間、200℃で6
0分間そして330℃で30分間加熱を行なって800
Xの被膜を形成した(B[極板)。On the other hand, a polyimide forming solution ("P-Q" manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., non-volatile content concentration 14.5 wt%) was applied using a spinner coating machine onto a glass substrate on which a similar striped TO film was formed. and then at 120℃ for 30 minutes and at 200℃ for 6 minutes.
800 minutes and heated at 330℃ for 30 minutes.
A film of X was formed (B [electrode plate)].
次いでム電極板の周辺部に注入口となる個所を除いて熱
硬化型エポキシ接着剤をスクリーン印刷法によって塗布
し死後K、ム電極板とBt電極板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
μとなるようポリイミドスペーサで保守し、セルとした
。Next, a thermosetting epoxy adhesive was applied to the periphery of the Bt electrode plate by screen printing, except for the area that would become the injection hole, and after post-mortem, the Bt electrode plate and the Bt electrode plate striped pattern electrodes were superimposed so that they were perpendicular to each other. , the distance between the two electrode plates is 2
It was maintained with a polyimide spacer to maintain μ and was made into a cell.
次に4−(2’−メチルブチル)フェニル−41−オク
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−へキシルオ中ジフェニル−4−(2
’−メチルブチル)ビフェニル−4′−カルボキシレー
トを75重量部加えて液晶組成物を調整し丸。Next, diphenyl-4-(2-
A liquid crystal composition was prepared by adding 75 parts by weight of '-methylbutyl)biphenyl-4'-carboxylate.
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観祭゛シたところ、
モノドメインの非らせん構造のsmc ”が形成されて
いる事が確認できた。This liquid crystal composition was heated to have an isotropic phase, prepared as described above, and injected into the cell through the injection port, and the injection port was sealed. After the temperature of this cell was lowered by slow cooling, a pair of polarizers was placed in a crossed nicol state, and the result was observed under a microscope.
It was confirmed that smc'' with a monodomain non-helical structure was formed.
さらに、このBmC”状態の液晶素子を700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BmO”である
ことが確認できた。Furthermore, after maintaining this liquid crystal element in the BmC'' state for 700 hours, similar microscopic observation was performed again, and it was confirmed that it was still BmO'' 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液晶をそ
れぞれ単独で使用したほかは、前述の方法と同様にして
液晶素子を作成してから。On the other hand, as a comparative experiment, liquid crystal elements were created in the same manner as described above, except that each of the liquid crystals used in the liquid crystal element described above was used alone.
顕微鏡観察を行なったところ、何れの場合でも初期段初
期段階ではモノドメインの非らせん構造のBmC”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、am(!*がモノドメインを形成していなかった
。Microscopic observation confirmed the formation of monodomain non-helical structure BmC'' in the early stages of each case, but after 700 hours of durability testing, am(!* indicates mono No domain was formed.
又、前述の実施例で使用した液晶組成物100I!量部
に対して20重量部のDOBAMBCを加えた液晶組成
物を1ilJll!t、、この組成物を用いて前述と同
様の方法で液晶素子を作成してから、顕微鏡観察を行な
ったところ、初期段階でもモノドメインの非らせん構造
のsmc*が形成されており、さらに耐久試験を前述の
実施例の場合より1000時間延長して行った後であっ
てもモノドメインのSmO”が形成されていた〇
〔実施例2〕
ピッチ100μmで662.55mのストライプ状の工
TO膜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「P工Q」;不
揮発分濃度14.5wt%)をスピナー塗布機で塗布し
、120℃で30分間、200℃で60分間、そして3
30℃で50分間加熱を行なって800Xの被膜を形成
した(Affi極板)。In addition, the liquid crystal composition 100I! used in the above-mentioned Examples! 1ilJll! of a liquid crystal composition to which 20 parts by weight of DOBAMBC was added! When a liquid crystal element was prepared using this composition in the same manner as described above and then observed under a microscope, it was found that an SMC* with a monodomain non-helical structure was formed even in the initial stage, and it was found that it was more durable. Monodomain SmO” was formed even after the test was extended for 1000 hours compared to the previous example.〇 [Example 2] Striped TO film with a pitch of 100 μm and a length of 662.55 m. A polyimide forming solution ("P-Q" manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.; non-volatile content concentration 14.5 wt%) was coated on a square glass substrate provided with as an electrode using a spinner coater, and then heated at 120° C. for 30 minutes. 60 minutes at 200°C, then 3
Heating was performed at 30° C. for 50 minutes to form an 800X coating (Affi plate).
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、7ビング処理を行った。(B電極板)
次いでム電極板の周辺部に注入口となる個所を除いて熱
硬化麗エボ中シ接着剤をスクリーン印刷法によって塗布
した後K、ム電極板とB[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
μとなるようポリイミドスペーサで保持し、セルとした
4−ペンチルフェニル−4−(4’−メチルヘキシル)
ビフェニル−4′−カルホキシレー)100重量部に対
して、4−オクチルオキシフェニル−4−(2’−メチ
ルブチル)ビフェニル−4′−カルボキシレートを70
重量部加えて液晶組成物を調整した。この液晶組成物を
加熱して等労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
鏡観察したところ、モノドメインの非らせん構造のsm
a ”が形成されていることが確認できた。Next, the polyimide coated electrode plate obtained in the same manner as above was subjected to a 7-bing treatment using a cloth. (B electrode plate) Next, a thermosetting clear embossed medium adhesive was applied to the periphery of the M electrode plate by screen printing, except for the area that would become the injection hole. The pattern electrodes are stacked so that they are perpendicular to each other, and the interval between the two electrode plates is 2.
4-Pentylphenyl-4-(4'-methylhexyl) held with a polyimide spacer so as to be μ and made into a cell
70 parts by weight of 4-octyloxyphenyl-4-(2'-methylbutyl)biphenyl-4'-carboxylate
A liquid crystal composition was prepared by adding parts by weight. This liquid crystal composition was heated and injected into a cell made into a liquid crystal composition 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 installed in a crossed Nicol state, and microscopic observation revealed that the monodomain non-helical structure of the sm
It was confirmed that "a" was formed.
さらに、このBmO”状態の液晶素子を700時間維持
した後K、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smc”である
ことが確認できた。Furthermore, after maintaining this liquid crystal element in the BmO'' state for 700 hours, the same microscopic observation was performed again, and it was confirmed that it was still a monodomain non-helical structure SMC''.
一方、比較実験として前述の液晶素子で用いた液晶をそ
れぞれ単独で使用したはかは、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
何れの場合でも初期段階では七ノドメインの非らせん構
造のBmC”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、smc”がモノドメインを形成
していなかつ九。On the other hand, as a comparative experiment, we used each of the liquid crystals used in the above-mentioned liquid crystal elements alone, and after creating the liquid crystal elements in the same manner as the above-mentioned method, we observed them under a microscope. However, after a 700-hour durability test, smc'' did not form a monodomain.
又、前述の実施例で使用した液晶組成物100重量部に
対して20重量部のDOBAMBOを加えた液晶組成物
を調製し、この組成物を用いて前述と同様の方法で液晶
素子を作成してから、顕微鏡観察を行なったところ、初
期段階でもモノドメインの非らせん構造のsmc*が形
成されておシ。In addition, a liquid crystal composition was prepared by adding 20 parts by weight of DOBAMBO to 100 parts by weight of the liquid crystal composition used in the above example, and a liquid crystal element was created using this composition in the same manner as above. Afterwards, microscopic observation revealed that smc* with a monodomain non-helical structure was formed even at the initial stage.
さらに耐久試験を前述の実施例の場合よ91000時間
延長して行つ死後であってもモノドメインのsmo*が
形成されていた。Furthermore, monodomain smo* was still formed even after death, when the durability test was carried out for 91,000 hours longer than in the case of the previous example.
〔実施例3と4〕
実施例1で用いた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
ートに代えて、4−ペンチルフェニル−4−(4’−メ
チルヘキシル)と7二二ルー4′−カルボキシレート(
実施例5)、p−n−オクチルオキシ安息香酸−p’−
(2−メチルブチルオキシ)フェニルエステルC’At
1lA例4)を用いたほかは、実施例1と同様の方法で
液晶素子を作成してから、顕微鏡観察したところ、モノ
ドメインの非らせん構造のsmo*が形成されていた。[Examples 3 and 4] Instead of 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylate used in Example 1, 4-pentylphenyl-4-(4'-methyl hexyl) and 722-4'-carboxylate (
Example 5), p-n-octyloxybenzoic acid-p'-
(2-methylbutyloxy)phenyl ester C'At
A liquid crystal device was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1lA Example 4) was used, and microscopic observation revealed that smo* with a monodomain non-helical structure was formed.
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なったところ、モノドメインのam
a*であることが確認できた。Furthermore, for each example, 700
When we conducted a time durability test, we found that monodomain's am
It was confirmed that it was a*.
さらに、実施例1で用いたDOBAMBOに代えて。Furthermore, in place of DOBAMBO used in Example 1.
HOBAC+PCを用い九ほかは、前述と同様の方法で
液晶素子を作成してから、同様のテストを行なったとこ
ろ、実施例5と4の何れの場合の初期段階及170o時
間耐久後の段階で、モノドメインのBmO”が確認でき
た。Using HOBAC+PC, Nine et al. created a liquid crystal element in the same manner as described above, and then conducted the same test, and found that in both Examples 5 and 4, at the initial stage and at the stage after 170 o hour durability. Monodomain BmO” was confirmed.
〔実施例5〕
100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムに酸
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K、以下の組成の溶液(溶液組成(
1))を塗布し、120℃で30分乾燥して薄膜を形成
した。[Example 5] Plastic substrate K was prepared by forming a transparent conductive film containing indium oxide as a main component on a 100 μm polyethylene terephthalate film using a low-temperature sputtering device by keeping the film surface temperature below 120°C, and a solution having the following composition (solution composition (
1)) was applied and dried at 120°C for 30 minutes to form a thin film.
溶液組成(1)
アセトメトキシアルミニウムジイソプロピレートポリエ
ステル樹脂(東洋紡:パイロン50F) 0.5J
テト2ヒドロフラン 100 mi。Solution composition (1) Acetomethoxyaluminum diisopropylate polyester resin (Toyobo: Pylon 50F) 0.5J
Tet2hydrofuran 100 mi.
次K、100’、9/α2の抑圧下で一方向くラビング
し、このラビングした一対のグ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重ね合せ、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
対のグラスチック基板の間隔は、1μでbっ恵。Next, rubbing was performed in one direction under the pressure of K, 100', 9/α2, and the rubbed pair of glass substrates were stacked on top of each other so that the upper and lower rubbing directions were parallel to each other, and the portion that would become the injection port was removed. The area around it was sealed. The distance between the pair of glass substrates at this time is 1μ.
次に、4−(2’−メチルブチル)フェニル−#)ピフ
ェニル−4′−カルボキシレート80重量部加えて液晶
組成物を調整した。Next, 80 parts by weight of 4-(2'-methylbutyl)phenyl-#)piphenyl-4'-carboxylate was added to prepare a liquid crystal composition.
この液晶組成物を加熱して等労相とし、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K、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SmO”が形成
されている事が確認できた。This liquid crystal composition was heated to form a liquid crystal composition, prepared as described above, and injected into the cell through the injection port under reduced pressure, and the injection port was sealed. After the temperature of this cell was lowered by slow cooling, a pair of polarizers were placed in a crossed nicol state, and microscopic observation revealed that SmO'' with a monodomain non-helical structure was formed.
さらに、このSmO”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BmC*である
ことが確認できた。Furthermore, after maintaining this liquid crystal element in the SmO'' state for 500 hours, similar microscopic observation was performed again, and it was confirmed that it was still BmC* 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液晶をそ
れぞれ単独で使用したほかは、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
、何れの場合でも初期段階ではモノドメインの非らせん
構造の13mG *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、SmC”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, liquid crystal elements were fabricated in the same manner as described above, except that each of the liquid crystals used in the liquid crystal element described above was used alone, and then microscopic observation was performed. Although it was confirmed that 13mG* had a monodomain non-helical structure, SmC'' did not form a monodomain after a 500-hour durability test.
又、前述の実施例で使用した液晶組成物100重量部に
対して20重量部のOOBAMBOOを加えた液晶組成
物を調製し、この組成物を用いて前述と同様の方法で液
晶素子を作成してから、顕微鏡観察を行なったところ、
初期段階でもモノドメインの非らせん構造のamc*が
形成されており、さらに耐久試験を前述の実施例の場合
より6o。Further, a liquid crystal composition was prepared by adding 20 parts by weight of OOBAMBOO to 100 parts by weight of the liquid crystal composition used in the above example, and a liquid crystal element was created using this composition in the same manner as above. After that, microscopic observation was performed, and it was found that
Even at the initial stage, amc* with a monodomain non-helical structure was formed, and the durability test was further conducted to 6o compared to the case of the above-mentioned example.
時間延長して行った後であってもモノドメインのBmC
が形成されていた。Monodomain BmC even after extended time
was formed.
〔実施例6と7〕
実施例5で用いた4 −(2’−メチルブチル)フェニ
ル−4′−オフデルオキシビフェニル−4−カルボキシ
レートに化工て、4−ペンチルフェニル−4−(4’−
メチルヘキシル)ピフェニル−4′−カルボキシレート
(実施例6)、p−n−オクチルオキシ安息香酸−p’
−(2−メチルブチルオキシ)フェニルエステル(実M
A例7)を用いたほかは、実施例5と同様の方法で液晶
素子を作成してから、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”が形成されていた。さら
K、各実施例につき前述の実施例2と同様の700時間
の耐久試験を行なったところ、モノドメインのE3mO
*であることが確認できた。[Examples 6 and 7] The 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'-ofderoxybiphenyl-4-carboxylate used in Example 5 was chemically modified to produce 4-pentylphenyl-4-(4'-
methylhexyl) piphenyl-4'-carboxylate (Example 6), p-n-octyloxybenzoic acid-p'
-(2-methylbutyloxy)phenyl ester (Real M
A liquid crystal element was prepared in the same manner as in Example 5, except that Example 7) was used, and when it was observed under a microscope, it was found that SmC'' with a monodomain non-helical structure was formed. A 700-hour durability test similar to that of Example 2 was conducted for this example, and it was found that monodomain E3mO
It was confirmed that *.
さらK、実施例5で用いたOOBAMBOOK代えて、
DOBAMBCtを用いたほかは、前述と同様の方法で
液晶素子を作成してから、同様のテストを行なったとこ
ろ、実施例5と7の何れの場合の初期段階及2000時
間耐久後の段階で、モノドメインのsmc”が確認でき
た。Furthermore, instead of OOBAMBOOK used in Example 5,
Except for using DOBAMBCt, liquid crystal elements were prepared in the same manner as described above, and then the same tests were conducted. monodomain smc” was confirmed.
〔実施例8と9〕
実m例2で用いた4−ペンチルフェニル−4−(al−
メチルヘキシル)ビフェニル−4′−カルボキシレート
に代えて、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
(実施例日)、p−n−オクチルオキシ安息香酸−p’
−(2−メチルブチルオキシ)フェニルエステル(実m
fFl19)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、顕微鏡観察したところ、モノ
ドメインの非らせん構造のSmO*が形成されていた。[Examples 8 and 9] 4-pentylphenyl-4-(al-
4-(2'-methylbutyl)phenyl-4 instead of methylhexyl)biphenyl-4'-carboxylate
'-Octyloxybiphenyl-4-carboxylate (example day), p-n-octyloxybenzoic acid-p'
-(2-methylbutyloxy)phenyl ester (real m
A liquid crystal device was prepared in the same manner as in Example 2, except that fFl19) was used, and microscopic observation revealed that SmO* with a monodomain non-helical structure was formed.
さらK、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なったところ、モノドメインのam
a“であることが確認できた。K, 700 for each example as in Example 2 above.
When we conducted a time durability test, we found that monodomain's am
It was confirmed that "A".
さらに、実施例2で用いたDOBAMBOに代えて、M
BRA 8を用いたほかは、前述と同様の方法で液晶素
子を作成してから、同様のテストを行なったところ、実
施例3と4の何れの場合の初期段階及150口時間耐久
後の段階で、モノドメインのSmO”が確認できた。Furthermore, instead of DOBAMBO used in Example 2, M
A liquid crystal element was prepared in the same manner as described above, except that BRA 8 was used, and the same test was conducted. Thus, monodomain SmO'' was confirmed.
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(ム)は本発明の液晶素子を表
わす平面図で、第3図CB)はその人−ム′断面図であ
る。第4図は1本発明の液晶素子の別の具体例を表わす
断面図である。
第5図は本発明の液晶素子を作成する際に用いる斜め蒸
着装置を模式的に表わす断面図である。
第6図は、本発明で用いる液晶素子の電極構造を模式的
に示す平面図である。第7図CL)〜(d)は、本発明
で用いる液晶素子を駆動するための信号を示す説明図で
ある。第8図(a)〜(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
101.101’・・・基板
102.102’・・・電極
103・・・液晶層
104.201 ・・・スペーサ部材
105・・・配向制御膜
106 ・・・接着剤
107.108・・・偏向子
109 ・・・発熱体
21′
10Z 10j;
(’)))
(dン(b)
C)
−−Vtkt
(d)
−−−−7th1 and 2 are perspective views showing a liquid crystal cell used in the present invention. FIG. 3(M) is a plan view showing the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 3(CB) is a cross-sectional view of the same. FIG. 4 is a sectional view showing another specific example of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an oblique evaporation apparatus used in producing the liquid crystal element of the present invention. FIG. 6 is a plan view schematically showing the electrode structure of the liquid crystal element used in the present invention. FIGS. 7(CL) to 7(d) are explanatory diagrams showing signals for driving the liquid crystal element used in the present invention. FIGS. 8(a) to (d). FIG. 3 is an explanatory diagram showing a voltage waveform applied to each pixel. 100... Cell structure 101.101'... Substrate 102.102'... Electrode 103... Liquid crystal layer 104.201... Spacer member 105... Orientation control film 106... Adhesive 107.108... Deflector 109... Heating element 21' 10Z 10j; (')))
(dn(b) C) --Vtkt (d) ---7th
Claims (1)
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
を有していることを特徴とする液晶素子。 (2)前記カイラルスメテイック相がC相、H相、F相
、J相、K相、I相又はG相である特許請求の範囲第1
項記載の液晶素子。 (3)前記カイラルスメテイ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1項又は第2項記載の液晶
素子。 (4)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)前記効果を有する面が基板の面を摺擦することに
よつて得られた面である特許請求の範囲第1項又は第4
項記載の液晶素子。 (6)前記面が有機絶縁物質又は無機絶縁物質の被膜に
よつて形成された面である特許請求の範囲第5項記載の
液晶素子。 (7)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6項記載の液晶素子。 (8)前記無機絶縁物質がSiO、SiO_2又はTi
O_2である特許請求の範囲第6項記載の液晶素子。 (9)前記効果を有する面が基板の面に絶縁物質を斜め
蒸着することによつて得られた面である特許請求の範囲
第1項又は第4項記載の液晶素子。 (10)前記絶縁物質がSiO又はSiO_2である特
許請求の範囲第9項記載の液晶素子。 (11)前記効果を有する面が基板の面を斜方エッチン
グすることによつて得られた面である特許請求の範囲第
1項又は第4項記載の液晶素子。 (12)前記面が有機絶縁物質又は無機絶縁物質の被膜
又は基板によつて形成された面である特許請求の範囲第
11項記載の液晶素子。 (13)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12項記載の液晶素子。 (14)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12項記載の
液晶素子。 (15)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1項
記載の液晶素子。 (16)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15項記載の液晶素子。 (17)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16項記載の液晶素子。 (18)一対の基板に、降温過程で等方相からスメクテ
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、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
せる効果を有していることを特徴とする液晶素子。 (19)前記カイラルスメテイック相がC相、H相、F
相、J相、K相、I相又はG相である特許請求の範囲第
18項記載の液晶素子。 (20)前記カイラルスメテイ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18項又は第19項記載
の液晶素子。 (21)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18項記載の液晶素子。 (22)前記効果を有する面が基板の面を摺擦すること
によつて得られた面である特許請求の範囲第18項又は
第21項記載の液晶素子。 (25)前記面が有機絶縁物質又は無機絶縁物質の被膜
によつて形成された面である特許請求の範囲第22項記
載の液晶素子。 (24)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23項記載の液晶素子。 (25)前記無機絶縁物質がSiO、SiO_2又はT
iO_2である特許請求の範囲第23項記載の液晶素子
。 (26)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つて得られた面である特許請求の範
囲第18項又は第21項記載の液晶素子。 (27)前記絶縁物質がSiO又はSiO_2である特
許請求の範囲第26項記載の液晶素子。 (28)前記効果を有する面が基板の面を斜方エッチン
グすることによつて得られた面である特許請求の範囲第
18項又は第21項記載の液晶素子。 (29)前記面が有機絶縁物質又は無機絶縁物質の被膜
又は基板によつて形成された面である特許請求の範囲第
28項記載の液晶素子。 (30)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29項記載の液晶素子。 (31)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30項記載の
液晶素子。 (32)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18
項記載の液晶素子。 (33)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32項記載の液晶素子。 (34)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33項記載の液晶素子。[Scope of Claims] (1) 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 an isotropic phase during a cooling process in a pair of substrates. It has a cell structure in which a liquid crystal composition containing at least one type of liquid crystal that undergoes a phase transition from to a cholesteric phase to a chiral smectic phase is enclosed, and the surface of at least one of the pair of substrates contacts at an interface. A liquid crystal element characterized by having the effect of preferentially aligning the molecular axis direction of liquid crystal in one direction. (2) Claim 1, wherein the chiral smetic phase is C phase, H phase, F phase, J phase, K phase, I phase, or G phase.
The liquid crystal element described in . (3) The liquid crystal element according to claim 1 or 2, wherein the chiral smetic phase has a non-helical structure. (4) 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 the effect. The liquid crystal element according to range 1. (5) Claim 1 or 4, wherein the surface having the above-mentioned effect is a surface obtained by rubbing the surface of the substrate.
The liquid crystal element described in . (6) The liquid crystal element according to claim 5, wherein the surface is a surface formed of a film of an organic insulating material or an inorganic insulating material. (7) 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. 7. The liquid crystal element according to claim 6, wherein the resin is at least one selected from the resin group consisting of resin, acrylic resin, and photoresist resin. (8) The inorganic insulating material is SiO, SiO_2 or Ti
The liquid crystal element according to claim 6, which is O_2. (9) The liquid crystal element according to claim 1 or 4, wherein the surface having the effect is obtained by obliquely depositing an insulating material on the surface of the substrate. (10) The liquid crystal element according to claim 9, wherein the insulating material is SiO or SiO_2. (11) The liquid crystal element according to claim 1 or 4, wherein the surface having the effect is a surface obtained by obliquely etching the surface of the substrate. (12) The liquid crystal element according to claim 11, wherein the surface is a surface formed by a coating or a substrate of an organic or inorganic insulating material. (13) the organic insulating material is polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate,
Claim 12, which is a resin selected from the 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 . (14) The inorganic insulating material is glass, SiO, SiO_
13. The liquid crystal element according to claim 12, which is TiO_2 or TiO_2. (15) The liquid crystal element according to claim 1, wherein the other substrate is a substrate including a spacer member obtained by forming a film of an insulating material and then etching except for a predetermined position. (16) The liquid crystal element according to claim 15, wherein the spacer member is a band-shaped member. (17) The liquid crystal element according to claim 16, which is an element comprising a plurality of the band-shaped spacer members. (18) At least one type of liquid crystal that undergoes a phase transition from an isotropic phase to a smectic A phase and a chiral smectic phase during a cooling process, and a 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 temperature cooling process on a pair of substrates. A cell encapsulating a liquid crystal composition containing at least one type of liquid crystal that undergoes a phase transition to a smectic phase and at least one type of liquid crystal that causes a phase transition from an isotropic phase to a cholesteric phase and a chiral smectic phase during a cooling process. structure,
A liquid crystal element 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 an interface in one direction. (19) The chiral smetic phase is C phase, H phase, F phase
19. The liquid crystal element according to claim 18, which is a phase, J phase, K phase, I phase, or G phase. (20) The liquid crystal element according to claim 18 or 19, wherein the chiral smetic phase has a non-helical structure. (21) The surface of one of the pair of substrates has the effect of preferentially aligning the molecular axis direction of the liquid crystal in one direction,
19. The liquid crystal element according to claim 18, wherein the surface of the other substrate does not have the effect. (22) The liquid crystal element according to claim 18 or 21, wherein the surface having the effect is a surface obtained by rubbing the surface of a substrate. (25) The liquid crystal element according to claim 22, wherein the surface is a surface formed of a film of an organic insulating material or an inorganic insulating material. (24) the organic insulating material is polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate,
Claim 23: The resin is at least one selected from the 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 . (25) The inorganic insulating material is SiO, SiO_2 or T
The liquid crystal element according to claim 23, which is iO_2. (26) The liquid crystal element according to claim 18 or 21, wherein the surface having the effect is a surface obtained by diagonally depositing an insulating material on the surface of the substrate. (27) The liquid crystal element according to claim 26, wherein the insulating material is SiO or SiO_2. (28) The liquid crystal element according to claim 18 or 21, wherein the surface having the effect is a surface obtained by obliquely etching the surface of the substrate. (29) The liquid crystal element according to claim 28, wherein the surface is a surface formed by a coating or a substrate of an organic or inorganic insulating material. (30) the organic insulating material is polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate,
Claim 29 The resin is at least one selected from the 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 . (31) The inorganic insulating material is glass, SiO, SiO_
31. The liquid crystal element according to claim 30, which is TiO_2 or TiO_2. (32) Claim 18, wherein the other substrate is a substrate provided with a spacer member obtained by forming a film of an insulating material and then etching it except for a predetermined position.
The liquid crystal element described in . (33) The liquid crystal element according to claim 32, wherein the spacer member is a band-shaped member. (34) The liquid crystal element according to claim 33, which is an element comprising a plurality of the band-shaped spacer members.
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19079084A JPS6167828A (en) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | chiral smectic liquid crystal element |
| DE19853524803 DE3524803A1 (en) | 1984-07-13 | 1985-07-11 | LIQUID CRYSTAL DEVICE |
| GB08517546A GB2163273B (en) | 1984-07-13 | 1985-07-11 | Liquid crystal device |
| FR8510741A FR2567533B1 (en) | 1984-07-13 | 1985-07-12 | LIQUID CRYSTAL DEVICE |
| US07/251,028 US5120466A (en) | 1984-07-13 | 1988-09-26 | Fluid crystal device |
| US07/863,781 US5301049A (en) | 1984-07-13 | 1992-04-06 | Liquid crystal device with at least two liquid crystal compounds, one having one not having a cholesteric phase |
| US08/034,827 US5311343A (en) | 1984-07-13 | 1993-03-18 | Liquid crystal device with at least two liquid crystal compounds, one having and one not having a chiral smectic phase |
| US08/420,319 US5671033A (en) | 1984-07-13 | 1995-04-10 | Liquid crystal device having mixture of cholesteric and smectic liquid crystals and alignment treatment on only one substrate |
| US08/420,312 US5726460A (en) | 1984-07-13 | 1995-04-10 | Liquid crystal device |
| US08/424,047 US5648830A (en) | 1984-07-13 | 1995-04-19 | Liquid crystal device having composition of at least two smectic compounds and one cholesteric compound |
| US08/440,878 US5724114A (en) | 1984-07-13 | 1995-05-15 | Liquid crystal device with composition containing optically active material and material showing smectic, smectic A and chiral smectic C phases upon temperature decrease |
| US08/476,038 US5592315A (en) | 1984-07-13 | 1995-06-07 | Liquid crystal device and liquid crystal apparatus |
| US08/472,272 US5604614A (en) | 1984-07-13 | 1995-06-07 | Liquid crystal device with one liquid crystal showing a cholesteric phase and one showing a chiral smectic phase |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19079084A JPS6167828A (en) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | chiral smectic liquid crystal element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6167828A true JPS6167828A (en) | 1986-04-08 |
| JPS6334452B2 JPS6334452B2 (en) | 1988-07-11 |
Family
ID=16263780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19079084A Granted JPS6167828A (en) | 1984-07-13 | 1984-09-12 | chiral smectic liquid crystal element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6167828A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56107216A (en) * | 1980-01-08 | 1981-08-26 | Clark Noel A | Liquid crystal electrooptical device and production thereof |
| JPS58173718A (en) * | 1982-04-07 | 1983-10-12 | Hitachi Ltd | Liquid crystal light modulator and its manufacturing method |
| JPS59128357A (en) * | 1983-01-06 | 1984-07-24 | Chisso Corp | Liquid crystal substance and liquid crystal composition |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP19079084A patent/JPS6167828A/en active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56107216A (en) * | 1980-01-08 | 1981-08-26 | Clark Noel A | Liquid crystal electrooptical device and production thereof |
| US4367924A (en) * | 1980-01-08 | 1983-01-11 | Clark Noel A | Chiral smectic C or H liquid crystal electro-optical device |
| JPS58173718A (en) * | 1982-04-07 | 1983-10-12 | Hitachi Ltd | Liquid crystal light modulator and its manufacturing method |
| JPS59128357A (en) * | 1983-01-06 | 1984-07-24 | Chisso Corp | Liquid crystal substance and liquid crystal composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6334452B2 (en) | 1988-07-11 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |