JP3413429B2 - Manufacturing method of liquid crystal element - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はフラットパネルディ
スプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンター
等に用いられるライトバルブに使用される液晶素子およ
びそれらを使用した表示装置をはじめとする液晶装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device used for a light valve used in a flat panel display, a projection display, a printer and the like, and a liquid crystal device including a display device using them.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、広範に用いられている液晶表示素
子として、たとえばエム・シャット(M.Schad
t)とダブリュー・ヘルフリッヒ(W.Helfric
h)著Applied Physics Letter
s第18巻、第4号(1971年2月15日発行)第1
27頁〜128頁において示されたツイステッドネマチ
ック(twisted nematic)液晶を用いた
ものが知られている。また、代表的な液晶素子として知
られているものに単純マトリクスタイプの液晶素子があ
る。このタイプは、素子作成が容易であり、コスト面で
優位性がある。しかしながら、画素密度を高くしたマト
リクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロストーク
が発生するという問題点があるため、画素数が制限され
ていた。また、応答速度が10ミリ秒以上と遅いため、
ディスプレイとしての用途が制限されていた。近年この
ような単純マトリクスタイプの素子に対してTFTとい
われる液晶素子の開発が行われている。このタイプは一
つ一つの画素にトランジスタを作成するため、クロスト
ークや応答速度の問題は解決される反面、大面積になれ
ばなるほど不良画素なく液晶素子を作成することが非常
に困難であり、また、可能であっても多大なコストが発
生する。2. Description of the Related Art Conventionally widely used liquid crystal display devices include, for example, M. Schad.
t) and W. Helfrich
h) By Applied Physics Letter
s Volume 18, Issue 4 (Published February 15, 1971) No. 1
Those using twisted nematic liquid crystals shown on pages 27 to 128 are known. Further, a simple matrix type liquid crystal element is known as a typical liquid crystal element. This type has an advantage in terms of cost because it is easy to manufacture an element. However, the number of pixels is limited because of the problem that crosstalk occurs during time-divisional driving using a matrix electrode structure having a high pixel density. Also, since the response speed is as slow as 10 milliseconds or more,
Its use as a display was limited. In recent years, liquid crystal elements called TFTs have been developed for such simple matrix type elements. Since this type creates a transistor in each pixel, problems of crosstalk and response speed are solved, but it is very difficult to create a liquid crystal element without defective pixels as the area increases. In addition, even if possible, a great cost is incurred.
【0003】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、液晶が双安定性を示す液晶を用いた素
子がクラーク(Clark)およびラガウェル(Lag
erwall)により提案されている(特開昭56−1
07216号公報、米国特許第4367924号明細
書)。この双安定性を示す液晶としては、一般にカイラ
ルスメクチックC相からなる強誘電性液晶が用いられて
いる。この強誘電性液晶は、自発分極により反転スイッ
チングを行うため、非常に早い応答速度が得られる上に
メモリー性のある双安定状態を発現させることができ
る。さらに視野角特性も優れていることから、高速、高
精細、大面積の表示素子あるいはライトバルブとして適
していると考えられる。In order to improve the drawbacks of the conventional liquid crystal device, a device using a liquid crystal in which the liquid crystal has bistability is disclosed by Clark and Laguwell.
erwall) (JP-A-56-1)
07216, U.S. Pat. No. 4,367,924). As the liquid crystal exhibiting this bistability, a ferroelectric liquid crystal having a chiral smectic C phase is generally used. Since this ferroelectric liquid crystal undergoes inversion switching by spontaneous polarization, it is possible to obtain a very fast response speed and to develop a bistable state having a memory property. Further, since it has excellent viewing angle characteristics, it is considered to be suitable as a high-speed, high-definition, large-area display element or light valve.
【0004】このようなカイラルスメクチック液晶素子
においては、たとえば「強誘電液晶の構造と物性」(コ
ロナ社、福田敦夫、竹添秀男著、1990年)に記載さ
れているように、液晶がジグザグ状の配向欠陥を生じ、
コントラストを著しく低下させるという問題があった。
この欠陥は上下基板間に担持されたカイラルスメクチッ
ク液晶のスメクチック層状構造が屈曲方向の異なる2種
類のシェブロン構造を形成しており、更に、そのスメク
チック層構造の折れ曲がり角度(基板法線を基準とした
層の傾斜角δ)がかなり大きいことに起因して生ずるも
のとみられている。最近、このような欠点を持つシェブ
ロン構造を解消し、ブックシェルフといわれる層状構造
即ちスメクチック液晶層が基板に対し実質的に垂直であ
るような、あるいはそれに近い構造を現出させ、高コン
トラストな良好な液晶素子を実現しようという動きがあ
る。In such a chiral smectic liquid crystal element, the liquid crystal has a zigzag shape as described in, for example, "Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystal" (Corona Publishing Co., Atsuo Fukuda, Hideo Takezoe, 1990). Causes alignment defects,
There is a problem that the contrast is significantly reduced.
The defect is that the smectic layered structure of the chiral smectic liquid crystal supported between the upper and lower substrates forms two types of chevron structures having different bending directions. Furthermore, the bending angle of the smectic layer structure (based on the substrate normal) It is believed that this occurs because the layer inclination angle δ) is quite large. Recently, by eliminating the chevron structure having such a defect, a layered structure called a bookshelf, that is, a structure in which a smectic liquid crystal layer is substantially perpendicular to the substrate, or a structure close to it, has been revealed, and high contrast There is a movement to realize a new liquid crystal element.
【0005】たとえば、ブックシェルフあるいはそれに
近い構造を現出する液晶材料として例えば、パーフルオ
ロエーテル側鎖を持つ液晶性化合物(米国特許5262
082、国際出願特許WO93/22396、1993
年第4回強誘電液晶国際会議P−46、Marc D.
Radcliffeら)が開示されている。この液晶
は、材料自体の特性によりブックシェルフに近い層傾き
角の小さなスメクチック層の構造を現出することができ
る。For example, as a liquid crystal material exhibiting a structure of a bookshelf or a structure similar thereto, for example, a liquid crystal compound having a perfluoroether side chain (US Pat. No. 5,262,562).
082, International Application Patents WO93 / 22396, 1993
4th International Conference on Ferroelectric Liquid Crystals P-46, Marc D. et al.
Radcliffe et al.) Is disclosed. This liquid crystal can exhibit a smectic layer structure having a small layer tilt angle close to a bookshelf due to the characteristics of the material itself.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らによる詳細な観察によると、スメクチック層の傾斜
角δの大きさは、層間隔の大きさ即ち各スメクチック層
の巾の大きさの温度特性によって必然的に生み出されて
おり、数度以下であっても零ではない有限の値を持って
いるため、配向制御が充分に精度よくなされない場合、
上述したシェブロン構造に起因するジグザグ欠陥は明確
には見られない場合が多いものの、やはり屈曲したスメ
クチック層の存在のため層構造の不連続性に起因した欠
陥、ディスクリネーションラインがみとめられる。この
液晶配向特性を有した液晶素子を単純マトリックス駆動
方式のディスプレイとして用いた場合、印加され続ける
交流信号に類似した情報信号で、上述の欠陥、ディスク
リネーションラインから発生する液晶分子の反転ドメイ
ンやスイッチングコーン上の分子のゆらぎの程度の増大
が起こる。このため、駆動マージンが少ない、駆動時の
コントラストが急激に減少するなどの現象が起こってい
た。However, according to the detailed observations made by the present inventors, the size of the tilt angle δ of the smectic layer is determined by the temperature characteristic of the size of the layer spacing, that is, the width of each smectic layer. Inevitably produced by, and has a finite value that is not zero even if it is a few degrees or less, if the orientation control is not sufficiently accurate,
Although the zigzag defects due to the chevron structure described above are often not clearly seen, defects and disclination lines due to the discontinuity of the layer structure are also found due to the presence of the bent smectic layer. When a liquid crystal device having this liquid crystal alignment property is used as a display of a simple matrix drive system, an information signal similar to the AC signal that is continuously applied causes the above-mentioned defects, inversion domains of liquid crystal molecules generated from disclination lines, and An increase in the degree of molecular fluctuations on the switching cone occurs. For this reason, phenomena such as a small driving margin and a sharp decrease in contrast during driving have occurred.
【0007】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その課題とするところは、高いコントラストを実現
し、且つ駆動マージンが大きく、駆動時のコントラスト
の減少が抑制された液晶素子、特にカイラルスメクチッ
ク液晶、強誘電性を示す液晶を用いた液晶素子、並びに
該素子を用いた液晶装置を提供することである。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize a high contrast, a large driving margin, and a liquid crystal element in which a decrease in the contrast during driving is suppressed, particularly A liquid crystal device using a chiral smectic liquid crystal, a liquid crystal exhibiting ferroelectricity, and a liquid crystal device using the device.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記第一乃至第二の発明によって解決される。The above object of the present invention is solved by the following first and second inventions.
【0009】即ち、本発明の第一は、電極を備えた一対
の基板間にスメクチック相を示す液晶を挟持した液晶素
子の製造方法であって、前記液晶を等方性液体まで加熱
し、電界を印加せずに、室温まで冷却することにより、
前記液晶部分が複数のスメクチック液晶層によって構成
され、前記液晶部分において、スメクチック液晶層が、
該液晶層の層間隔の温度特性に基づいて計算される、基
板法線に対する傾斜角の値に対応した傾斜角をもってシ
ェブロン形状で存在する領域、及びスメクチック液晶層
が、該液晶層の層間隔の温度特性に基づいて計算された
基板法線に対する傾斜角の値に比べてより小さい傾斜角
をもって存在する領域を混在させることを特徴とする液
晶素子の製造方法である。That is, the first aspect of the present invention is a method for producing a liquid crystal element in which a liquid crystal exhibiting a smectic phase is sandwiched between a pair of substrates provided with electrodes. The liquid crystal is heated to an isotropic liquid.
Then, by cooling to room temperature without applying an electric field,
The liquid crystal portion is composed of a plurality of smectic liquid crystal layers, in the liquid crystal portion, the smectic liquid crystal layer,
A region existing in a chevron shape with an inclination angle corresponding to the value of the inclination angle with respect to the substrate normal, which is calculated based on the temperature characteristic of the layer spacing of the liquid crystal layer, and the smectic liquid crystal layer, It is a method of manufacturing a liquid crystal element, characterized in that a region having an inclination angle smaller than a value of an inclination angle with respect to a substrate normal calculated based on temperature characteristics is mixed.
【0010】本発明の第二は、電極を備えた一対の基板
間にスメクチック相を示す液晶を挟持した液晶素子の製
造方法であって、前記液晶を等方性液体まで加熱し、ス
メクチックA相において電界を印加しながら室温まで冷
却することにより、前記液晶部分が複数のスメクチック
液晶層によって構成され、前記液晶部分において、スメ
クチック液晶層が、該液晶層の層間隔の温度特性に基づ
いて計算される、基板法線に対する傾斜角の値に対応し
た傾斜角をもってシェブロン形状で存在する領域、及び
スメクチック液晶層が、該液晶層の層間隔の温度特性に
基づいて計算された基板法線に対する傾斜角の値に比べ
てより小さい傾斜角をもって存在する領域を混在させる
ことを特徴とする液晶素子の製造方法である。A second aspect of the present invention is a method for producing a liquid crystal element in which a liquid crystal exhibiting a smectic phase is sandwiched between a pair of substrates provided with electrodes. The liquid crystal is heated to an isotropic liquid,
Cool down to room temperature while applying an electric field in the Mectic A phase
In other words, the liquid crystal part is composed of a plurality of smectic liquid crystal layers, and in the liquid crystal part, the smectic liquid crystal layer has a tilt angle with respect to the substrate normal line calculated based on the temperature characteristic of the layer spacing of the liquid crystal layer. The region existing in a chevron shape with an inclination angle corresponding to the value of and the smectic liquid crystal layer has a smaller inclination than the value of the inclination angle with respect to the substrate normal calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing of the liquid crystal layer. A method for manufacturing a liquid crystal element, characterized in that regions having corners are mixed.
【0011】[0011]
【0012】[0012]
【0013】また、本発明によれば、上記第一乃至第四
の液晶素子と、該素子を駆動するための手段とを具備し
た液晶装置が提供される。Further, according to the present invention, there is provided a liquid crystal device comprising the above-mentioned first to fourth liquid crystal elements and means for driving the elements.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明の液晶素子は、素子を構成
する液晶及び膜等の部材の材料、処方、製造並びに処理
条件、更に素子に対する外部からの処理等を適切に制御
することによって、素子(セル)内に封入された液晶、
特にカイラルスメクチック液晶(カイラルスメクチック
相)において、液晶分子によって構成されるスメクチッ
ク層(スメクチック液晶層)が基板法線に対して所定の
有限の値の傾斜角をもってシェブロン状で存在する領域
に対し、スメクチック層が、該液晶層の層間隔の温度特
性に基づいて計算される。基板法線に対する傾斜角の値
に比べてより小さい傾斜角をもって存在する領域、又は
スメクチック層が基板に対して垂直な方向に、いわゆる
ブックシェルフ状で存在する領域を明確に存在させるこ
とで、微細な配向欠陥が低減されて精度良く良好な配向
状態を得て高いコントラストを実現し、且つ駆動マージ
ン等が改善され、表示特性を向上させたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The liquid crystal element of the present invention is obtained by appropriately controlling the materials, prescriptions, manufacturing and processing conditions of members such as liquid crystal and film forming the element, and the external processing of the element. Liquid crystal enclosed in the element (cell),
In particular, in a chiral smectic liquid crystal (chiral smectic phase), a smectic layer composed of liquid crystal molecules (smectic liquid crystal layer) is present in a chevron-like region with a tilt angle of a predetermined finite value with respect to the substrate normal line. The layers are calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing of the liquid crystal layer. By making the area where the tilt angle is smaller than the value of the tilt angle with respect to the substrate normal, or the area where the smectic layer is present in the so-called bookshelf shape in the direction perpendicular to the substrate, to clearly exist, It is possible to improve the display characteristics by reducing the number of alignment defects, obtaining a good alignment state with high accuracy and realizing high contrast, and improving the driving margin and the like.
【0015】本発明の液晶素子において最も特徴的な要
件の一つである傾斜角とは、通常、素子内において基板
法線に対してスメクチック層が実際に傾斜している角度
に相当する。The tilt angle, which is one of the most characteristic requirements of the liquid crystal device of the present invention, usually corresponds to the angle at which the smectic layer is actually tilted with respect to the substrate normal in the device.
【0016】かかる傾斜角は、基本的にはクラーク及び
ラガウェルにより発表された方法(ジャパンディスプレ
イ86(Japan Display 86)198
6,pp456〜458)によるX線測定法によって測
定され規定された値である。The tilt angle is basically determined by the method disclosed by Clark and Lagawell (Japan Display 86) 198.
6, pp456-458) and is a value measured and defined by the X-ray measurement method.
【0017】特に、本発明の第一、第二及び第四の液晶
素子では、上述した実際の特にカイラルスメクチック相
におけるスメクチック層の傾斜角に対して、スメクチッ
ク層の層間隔(スメクチック液晶層の幅の大きさ)の温
度特性、即ち、層間隔の温度による変化に基づいて計算
される傾斜角の値を設定し、前者の傾斜角が後者の計算
上の傾斜角に対して特定の関係を有するような層構造を
有する領域の存在を制御し、優れた素子特性を得てい
る。In particular, in the first, second and fourth liquid crystal elements of the present invention, the layer spacing (width of the smectic liquid crystal layer) with respect to the actual tilt angle of the smectic layer in the chiral smectic phase described above. The value of the tilt angle calculated based on the temperature characteristic of the size), that is, the change in the layer spacing with temperature, is set, and the tilt angle of the former has a specific relationship with the calculated tilt angle of the latter. By controlling the existence of the region having such a layer structure, excellent device characteristics are obtained.
【0018】尚、上述したスメクチック層の層間隔の温
度特性に基づいて計算される、基板法線に対する傾斜角
(δ)の値は、特に冷却下でSmA→SmC(*) といっ
た相転移を経るカイラルスメクチック液晶の場合におい
ては、
δ=cos-1(dc/dTCA )
dC :当該温度(測定温度)でのスメクチック層の層間
隔
dTCA :SmA→SmC(*)相転移温度でのスメクチッ
ク層の層間隔
で与えられる。The value of the inclination angle (δ) with respect to the substrate normal, which is calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing of the smectic layer, undergoes a phase transition such as SmA → SmC (*) especially under cooling. In the case of a chiral smectic liquid crystal, δ = cos −1 (dc / d TCA ) d C : layer spacing of the smectic layer at the temperature (measurement temperature) d TCA : SmA → SmC (*) smectic at the phase transition temperature Given by the layer spacing of the layers.
【0019】本発明の第一乃至第四で規定する、液晶分
子によって構成されるスメクチック層の“シェブロン
(構造)”とは、各スメクチック液晶層が液晶素子の一
対の基板間のほぼ中間点付近で屈曲し、前述した層の基
板法線に対する傾斜角(実測値)として、実質的に約3
度より大きい構造である。また、特に本発明の第二及び
第四で規定した、スメクチック液晶層の層間隔の温度特
性に基づいて計算される、基板法線に対する傾斜角の値
に“対応した”傾斜角をもって存在するシェブロン形状
とは、スメクチック液晶層の傾斜角(実測値)が、上記
層間隔の温度特性に基づいて計算された層傾斜角の値の
誤差(層間隔の測定誤差、あるいは計算誤差より生じる
誤差)範囲内にあるような値であるより具体的には少な
くとも上記計算による層傾斜角の値の±20%の範囲内
にあるような構造である。The "chevron (structure)" of the smectic layer composed of liquid crystal molecules defined in the first to fourth aspects of the present invention means that each smectic liquid crystal layer is near the midpoint between a pair of substrates of a liquid crystal element. The angle of inclination (measured value) with respect to the normal to the substrate of the layer described above is substantially about 3
It has a structure larger than that. Further, in particular, a chevron having a tilt angle "corresponding" to the value of the tilt angle with respect to the substrate normal, which is calculated based on the temperature characteristic of the layer spacing of the smectic liquid crystal layer, which is defined in the second and fourth aspects of the present invention. The shape is the range of the error (measurement error of the layer spacing or the error caused by the calculation error) of the value of the layer inclination angle calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing above the inclination angle (measured value) of the smectic liquid crystal layer. More specifically, the structure is such that it is within a range of at least ± 20% of the value of the layer inclination angle calculated above.
【0020】一方、本発明の第一及び第二で規定した、
スメクチック液晶層の層間隔の温度特性に基づいて計算
される、基板法線に対する傾斜角の値に比べて“小さ
い”傾斜角をもって存在するシェブロン形状とは、スメ
クチック液晶層の傾斜角(実測値)が、上記層間隔の温
度特性に基づいて計算された層傾斜角の値の誤差(層間
隔の測定誤差、あるいは計算誤差より生じる誤差)範囲
外となる小さい値、より具体的には少なくとも上記計算
による層傾斜角の値の80%より小さくなるような、構
造である。On the other hand, the first and second aspects of the present invention,
The chevron shape that has a "smaller" tilt angle than the tilt angle value with respect to the substrate normal calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing of the smectic liquid crystal layer is the tilt angle of the smectic liquid crystal layer (measured value) Is a small value outside the error of the value of the layer inclination angle calculated based on the temperature characteristic of the layer spacing (measurement error of the layer spacing or the error caused by the calculation error), more specifically at least the above calculation. The structure is such that it is smaller than 80% of the value of the layer inclination angle due to.
【0021】そして、本発明の第三及び第四で規定し
た、スメクチック液晶層が基板に対して“実質的に垂直
な方向にブックシェルフ形状で”存在する領域とは、各
スメクチック液晶層が素子の一対の基板に垂直な方向に
屈曲せずに実質的に垂直であるような状態の領域であ
り、液晶層の傾斜角(実測値)が3度以下のような擬似
的なブックシェルフ構造をも包含する。また、スメクチ
ック液晶層の傾斜角(実測値)が、少なくとも上記計算
による層傾斜角の値の好ましくは80%より小さくなる
ような、液晶層の構造であるような領域に相当する。The regions in which the smectic liquid crystal layers are present in a "bookshelf shape in a direction substantially perpendicular to the substrate" defined in the third and fourth aspects of the present invention are the respective smectic liquid crystal layers. Is a region in which it is substantially vertical without being bent in the direction perpendicular to the pair of substrates, and a pseudo bookshelf structure in which the tilt angle (measured value) of the liquid crystal layer is 3 degrees or less is used. Also includes. Further, it corresponds to a region having a structure of the liquid crystal layer in which the tilt angle (measured value) of the smectic liquid crystal layer is at least smaller than 80% of the value of the layer tilt angle calculated above.
【0022】本発明の液晶素子、特に第一及び第二の液
晶素子では、前記スメクチック液晶層が、該液晶層の層
間隔の温度特性に基づいて計算された基板法線に対する
傾斜角の値に比べてより小さい傾斜角をもって存在する
領域が、素子の有効な光学変調領域中の面積比で10%
以上特に40%以上存在することが効果的に素子全体で
の配向状態を良好にし、コントラストの向上と駆動マー
ジンのアップをもたらす点で好ましい。In the liquid crystal element of the present invention, particularly the first and second liquid crystal elements, the smectic liquid crystal layer has a value of an inclination angle with respect to the substrate normal calculated based on the temperature characteristic of the layer spacing of the liquid crystal layer. The area existing with a smaller inclination angle is 10% in terms of the area ratio in the effective optical modulation area of the device.
Above all, it is preferable that 40% or more is present in order to effectively improve the alignment state in the entire device and to improve the contrast and the driving margin.
【0023】また、本発明の液晶素子、特に第三及び第
四の液晶素子では、スメクチック液晶層が基板に対して
垂直な方向にブックシェルフ形状で存在する領域が、素
子の有効な光学変調領域中の面積比で10%以上特に4
0%以上存在することが好ましい。Further, in the liquid crystal device of the present invention, particularly in the third and fourth liquid crystal devices, the area where the smectic liquid crystal layer exists in a bookshelf shape in the direction perpendicular to the substrate is an effective optical modulation area of the device. 10% or more in terms of area ratio, especially 4
It is preferably present at 0% or more.
【0024】更に、本発明の液晶素子では、前記スメク
チック液晶層がシェブロン形状で存在する領域におい
て、スメクチック液晶層の基板法線に対する傾斜角が7
°以下であることが好ましい。Further, in the liquid crystal device of the present invention, in the region where the smectic liquid crystal layer exists in the chevron shape, the tilt angle of the smectic liquid crystal layer with respect to the substrate normal is 7
It is preferably not more than °.
【0025】また、本発明の液晶素子では、好ましく
は、液晶部分に対して、これをスメクチックA相を呈す
る温度範囲に設定し、(例えば一対の基板間に等方相等
を示す温度範囲で液晶を注入した後徐冷すること、ある
いはスメクチックA相より秩序度の高い相からスメクチ
ックA相を呈する温度範囲とすることにより設定す
る)、外部から電界を印加することによって、スメクチ
ック層の基板法線に対する傾斜角の値が相対的に小さい
領域、もしくはスメクチック液晶層が基板に対して垂直
な方向にブックシェルフ形状で存在する領域の占める割
合を増大、特に40%以上と大幅に増加させることがで
きる。すなわちスメクチックA相で電界を印加すること
によって層構造制御が可能となるのである。Further, in the liquid crystal element of the present invention, preferably, the liquid crystal portion is set to a temperature range in which it exhibits a smectic A phase (for example, a liquid crystal in a temperature range in which an isotropic phase is present between a pair of substrates). And then slowly cooling, or by setting the temperature range in which the order is higher than the smectic A phase to exhibit the smectic A phase), or by applying an electric field from the outside, the substrate normal to the smectic layer is applied. It is possible to increase the ratio of the region where the inclination angle is relatively small to the region where the smectic liquid crystal layer is present in the bookshelf shape in the direction perpendicular to the substrate, particularly to 40% or more. . That is, the layer structure can be controlled by applying an electric field in the smectic A phase.
【0026】上述したような手法は、液晶素子において
自発分極の発現しないスメクチックA相での電界印加を
利用しており、スメクチックA相での電界印加によって
引き起こされるエレクトロクリニック効果が有効に働い
た結果であることが予想される。The above-mentioned method utilizes the electric field application in the smectic A phase in which the spontaneous polarization does not appear in the liquid crystal element, and the electroclinic effect caused by the electric field application in the smectic A phase effectively works. Is expected to be.
【0027】上述したスメクチックA相での電圧印加
は、好ましくは、液晶組成物のスメクチックA相を示す
温度域の低温側、少なくともTac点(スメクチックA
相−カイラルスメクチックC相の転移温度)より5℃高
い範囲を含む所定温度範囲(1℃以上スメクチックA相
の全温度範囲幅)内で、1分以上行う。電圧の条件は、
好ましくは電圧5V以上で、周波数を1kHzまでの比
較的低い周波数の範囲で設定する。The voltage application in the above-mentioned smectic A phase is preferably performed at least on the low temperature side of the temperature range showing the smectic A phase of the liquid crystal composition, at least at the Tac point (smectic A phase).
It is carried out for 1 minute or more within a predetermined temperature range (1 ° C or more and the entire temperature range width of the smectic A phase) including a range 5 ° C higher than the phase-transition temperature of the chiral smectic C phase). The voltage condition is
Preferably, the voltage is set to 5 V or more and the frequency is set within a relatively low frequency range up to 1 kHz.
【0028】以下本発明の液晶素子の構造の一例を図面
を参照して詳細に説明する。An example of the structure of the liquid crystal device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0029】図1に本発明の液晶素子の一例を挙げる。
1が好ましくはカイラルスメクチック液晶組成物からな
る液晶部分であり、好ましくは、前述したクラーク及び
ラガウェルのモデルによる双安定性を実現させるため、
層厚(基板間距離)5μm以下が好ましい。2は基板で
あり、ガラス、プラスチック等透明性の高い材料が用い
られる。3が液晶1に電圧を印加するためのITO等の
透明導電材からなる透明電極である。FIG. 1 shows an example of the liquid crystal element of the present invention.
1 is preferably a liquid crystal moiety composed of a chiral smectic liquid crystal composition, and preferably, in order to realize bistability according to the Clark and Lagawell model described above,
The layer thickness (distance between substrates) is preferably 5 μm or less. Reference numeral 2 denotes a substrate, which is made of a highly transparent material such as glass or plastic. Reference numeral 3 is a transparent electrode made of a transparent conductive material such as ITO for applying a voltage to the liquid crystal 1.
【0030】4が液晶の配向状態に影響を与える配向制
御層である。配向制御層の材料としては、例えば、一酸
化珪素、二酸化珪素、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
無機物やポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリイミ
ドアミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリエステルイ
ミド、ポリパラキシレン、ポリカーボネート、ポリビニ
ルアセタール、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、
ポリシロキサン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ウレ
ア樹脂、アクリル樹脂などの有機物を用いることができ
る。かかる配向制御層については、少なくとも一方の基
板に設けられた層に対し、一軸配向処理を施すことが好
ましい。この一軸配向処理の施された配向制御層は、例
えば上述した有機物もしくは無機物の材料を基板上ない
しは所定の層上に溶液塗工、蒸着、あるいはスパッタリ
ング等により被膜形成したのち、その被膜表面をビロー
ド、布あるいは紙等の繊維状のもので摺擦(ラビング)
することにより得られる。また、SiO等の酸化物ある
いは窒化物などを基板の斜方から蒸着する、斜方蒸着法
を採用して、一軸配向処理の施された層を形成すること
もできる。41自発分極Psのスイッチングに伴って発
生する反電場の大きさを抑制し、良好なスイッチング性
能を有する観点で、配向制御層の膜厚は200Å以下が
好ましい。100Å以下であるとき、さらに好ましい場
合がある。Reference numeral 4 is an alignment control layer which affects the alignment state of the liquid crystal. Examples of the material of the orientation control layer include silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia,
Magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride,
Silicon nitride, silicon carbide, inorganic substances such as boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, polyester imide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene,
Organic substances such as polysiloxane, cellulose resin, melamine resin, urea resin, and acrylic resin can be used. With respect to such an orientation control layer, it is preferable to perform uniaxial orientation treatment on the layer provided on at least one of the substrates. The orientation control layer subjected to the uniaxial orientation treatment is formed, for example, by coating the above-mentioned organic or inorganic material on the substrate or on a predetermined layer by solution coating, vapor deposition, sputtering or the like, and then velveting the coating surface. Rubbing with fibrous material such as cloth or paper
It is obtained by doing. It is also possible to form an uniaxially oriented layer by adopting an oblique evaporation method in which an oxide such as SiO or a nitride is obliquely evaporated. 41 The thickness of the orientation control layer is preferably 200 Å or less from the viewpoint of suppressing the magnitude of the counter electric field generated by switching of the spontaneous polarization Ps and having good switching performance. When it is 100 Å or less, it may be more preferable.
【0031】本発明では、使用する液晶材料に応じて好
ましくは、夫々の基板において異なる配向処理の施され
た素子が用いられる。本発明の液晶素子で用いる液晶組
成物には、上述したようなスメクチック層の傾斜角の制
御するべくコレステリック相を持たない材料を選択する
ことがある。このような場合、液晶物質の等方相−スメ
クチック相転移でバドネが徐々に発生しながら配向状態
を形成するが、一方の基板からバドネが発生しはじめ、
他方の基板側へ成長していくという状態を現出し、良好
な均一配向を実現し易いという点で好ましくは両基板で
異なる配向処理の施された配向膜構成、より好ましくは
一方の基板において一軸配向処理のなされた配向膜を有
し、他方の基板においてはそれ以外の処理のなされた配
向制御層、例えば一軸配向性を持たないような層を設け
る構成を用いる。一軸配向処理を施したポリイミド配向
制御膜を有する下記非対称配向膜構成の素子中に後述す
るようなカイラルスメクティック液晶組成物を用いたと
き、非常に広い温度範囲で良好な駆動特性を有し、特に
良好な2安定状態を有し、高い信頼性、駆動安定性の良
好な素子とすることが可能である。In the present invention, it is preferable to use elements having different alignment treatments on the respective substrates, depending on the liquid crystal material used. For the liquid crystal composition used in the liquid crystal element of the present invention, a material having no cholesteric phase may be selected in order to control the tilt angle of the smectic layer as described above. In such a case, an isotropic phase of the liquid crystal substance-a smectic phase transition to form an alignment state while gradually generating a baddone, but one of the substrates begins to generate a baddone,
From the viewpoint that it appears to grow to the other substrate side and it is easy to achieve good uniform alignment, it is preferable that both substrates have different alignment treatments on the alignment film, and more preferably one substrate is uniaxial. A structure is used in which an alignment film having an alignment treatment is provided, and an alignment control layer having a different treatment, for example, a layer having no uniaxial alignment property, is provided on the other substrate. When a chiral smectic liquid crystal composition as described below is used in an element having the following asymmetric alignment film structure having a polyimide alignment control film subjected to uniaxial alignment treatment, it has good driving characteristics in a very wide temperature range, and particularly It is possible to obtain an element having a good bistable state and having high reliability and driving stability.
【0032】尚、本発明では少なくとも一方の基板にお
いて、配向膜として、配向制御特性における観点から、
好ましく用いられる材料の具体的な構造としては以下の
一般式Pで表される繰り返し単位からなるポリイミドが
挙げられる。ここで両基板で異なる配向処理を施す構成
を採用する場合、ポリイミド配向制御層を好ましくは一
軸配向処理を施して設け、その対向側には、例えば、配
向制御性等の観点で母材中に酸化物微粒子等を分散した
膜等を用いる。In the present invention, as an alignment film on at least one of the substrates, from the viewpoint of alignment control characteristics,
As a specific structure of the material preferably used, there can be mentioned a polyimide having a repeating unit represented by the following general formula P. Here, when adopting a configuration of performing different orientation treatment on both substrates, the polyimide orientation control layer is preferably provided by uniaxial orientation treatment, on the opposite side, for example, in the base material from the viewpoint of orientation controllability. A film in which fine oxide particles are dispersed is used.
【0033】〔一般式P〕
(−K−P11 −L11 −M11 −(L12 )a −P12
−)[0033] [Formula P] (-K-P 11 -L 11 -M 11 - (L 12) a -P 12
−)
【0034】[0034]
【外5】 を表し、L11,L12はそれぞれ独立に[Outside 5] And L 11 and L 12 are independent of each other.
【0035】[0035]
【外6】
または炭素数1から20のアルキレン基を表し、P
11 ,P22 はイミド結合を表す。M11 は単結合または
−O−を表し、aは0,1,2を表す。)[Outside 6] Or represents an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, P
11 and P 22 represent an imide bond. M 11 represents a single bond or —O—, and a represents 0, 1, 2. )
【0036】また、これらのポリイミドの具体的構造と
してはたとえば以下の繰り返し単位構造が挙げられる。Specific structures of these polyimides include, for example, the following repeating unit structures.
【0037】[0037]
【外7】 [Outside 7]
【0038】[0038]
【外8】 [Outside 8]
【0039】[0039]
【外9】 [Outside 9]
【0040】また、少なくとも一方の基板側における配
向制御層として、例えば、絶縁性ポリマー膜、あるいは
必要に応じて導電性制御不純物が添加された酸化物等の
超微粒子を、母材中に分散させてなる材料の膜を用いる
ことができる。具体的には、ZnO、CdO、ZnCd
Ox等のII族元素の酸化物やGeO2、SnO2、G
eSnOx、TiO2、ZrO2、TiZrOx等のI
V族元素の酸化物をはじめとする酸化物の超微粒子に必
要に応じて、導電性制御不純物が添加されたものを用い
る。ここで、導電性制御不純物としては、例えばII族
酸化物に対しn型不純物としてIII族元素であるB,
Al,Ga、Inが、p型不純物としてI族元素である
Cu,Ag,Au,Li等が挙げられる。またIV族酸
化物に対しn型不純物としてV族元素であるP,As,
Sb,Biが、p型不純物としてIII族元素である
B,Al,Ga,Inが挙げられる。特に好ましくは、
シリカあるいはシロキサンポリマー等の母材中にSb等
の不純物をドープしたSnO2の超微粒子を分散した塗
布型の膜を用いる。As the orientation control layer on at least one of the substrates, for example, an insulating polymer film or ultrafine particles such as oxides to which a conductivity control impurity is added if necessary is dispersed in the base material. A film of a material made of Specifically, ZnO, CdO, ZnCd
Group II element oxides such as Ox, GeO2, SnO2, G
I such as eSnOx, TiO2, ZrO2, TiZrOx
Ultrafine particles of oxides such as oxides of Group V elements, to which conductivity controlling impurities are added as needed, are used. Here, as the conductivity controlling impurities, for example, for a group II oxide, a group III element B as an n-type impurity,
Examples of the p-type impurities include Al, Ga and In, and group I elements such as Cu, Ag, Au and Li. Further, P, As, which is a group V element, as an n-type impurity for the group IV oxide,
Sb and Bi include B, Al, Ga, and In, which are group III elements, as p-type impurities. Particularly preferably,
A coating type film is used in which ultrafine particles of SnO2 doped with impurities such as Sb are dispersed in a base material such as silica or siloxane polymer.
【0041】本発明の液晶素子では用いる液晶材料の配
向特性に応じて、配向制御層として一方の基板において
上述したようなポリイミド等の有機材料からなる膜で一
軸配向処理したものを用い、他方の基板において、上述
した酸化物超微粒子等が母材中に分散されてなる膜(塗
布膜)を夫々用いることができる。In the liquid crystal device of the present invention, depending on the alignment characteristics of the liquid crystal material used, one of the substrates, which is uniaxially oriented with the film made of the above-mentioned organic material such as polyimide, is used as the orientation control layer, and the other is used. In the substrate, a film (coating film) in which the above-mentioned ultrafine oxide particles are dispersed in the base material can be used.
【0042】また、上記配向制御層とは別に一対の基板
のショート防止層としての絶縁層や他の有機物層、無機
物層が形成されていても良い。5がギャップ制御スペー
サーであり、たとえばシリカビーズ等が用いられる。8
が偏光板、9が光源である。信号電源(図示せず)から
のスイッチング信号に応じてスイッチングが行われ、表
示素子のライトバルブとして機能する。また、3の透明
電極を上下クロスにマトリクスとすれば、パターン表
示、パターン露光が可能となり、たとえばパーソナルコ
ンピューター、ワークステーション等のディスプレイ、
プリンター用等のライトバルブとして用いられる。Further, in addition to the above orientation control layer, an insulating layer as a short-circuit preventing layer of the pair of substrates, another organic material layer, or an inorganic material layer may be formed. Reference numeral 5 is a gap control spacer, for example, silica beads or the like is used. 8
Is a polarizing plate, and 9 is a light source. Switching is performed in response to a switching signal from a signal power source (not shown), and it functions as a light valve of the display element. Further, if the three transparent electrodes are arranged in a matrix in the upper and lower crosses, pattern display and pattern exposure become possible. For example, a display of a personal computer, a workstation or the like,
Used as a light valve for printers.
【0043】本発明の液晶素子において、一対の基板間
に配置される液晶部分(図1に示す構造では液晶1)と
して、特にカイラルスメクチック液晶、強誘電性を示す
液晶として、好ましくはフルオロカーボン末端鎖(部
分)及び炭化水素鎖(部分)からなり、該両末端鎖(部
分)が中心核によって結合された構造であって、スメク
チック中間相又は潜在的スメクチック中間相を有するフ
ッ素含有液晶性化合物少なくとも1種を含有するカイラ
ルスメクチック液晶組成物を用いる。In the liquid crystal device of the present invention, as a liquid crystal portion (liquid crystal 1 in the structure shown in FIG. 1) disposed between a pair of substrates, particularly a chiral smectic liquid crystal or a liquid crystal exhibiting ferroelectricity, preferably a fluorocarbon terminal chain. A fluorine-containing liquid crystalline compound having a smectic mesophase or a latent smectic mesophase, which is composed of a (moiety) and a hydrocarbon chain (moiety), and has both end chains (moiety) bound by a central nucleus. A chiral smectic liquid crystal composition containing a seed is used.
【0044】ここで言う潜在的スメクティック中間層を
持つ化合物とはそれ自身でスメクティック中間層を示し
ていなくとも、スメクティック中間層を持つ化合物また
は他の潜在的スメクティック中間層を持つ化合物との混
合物において、適当な条件下スメクティック中間層を発
現する化合物を言う。As used herein, a compound having a latent smectic intermediate layer does not represent a smectic intermediate layer by itself, but in a mixture with a compound having a smectic intermediate layer or a compound having another latent smectic intermediate layer, A compound that develops a smectic intermediate layer under appropriate conditions.
【0045】本発明の液晶素子で液晶組成物の主成分と
して用いる上記フッ素含有液晶性化合物の構造におい
て、一般的には前記中心核は、少なくとも2つの芳香
環、脂肪族環、又は置換芳香族環、置換複素芳香族環か
ら選ばれ、これら環は、互いに−COO−、−COS
−、−HC=N−、−COSe−からなる群より選ばれ
る官能基によって結合されていてもよい。これらの環
は、縮合していても、縮合していなくてもよい。複素芳
香環中のヘテロ原子は、N、O又はSから選ばれる少な
くとも1つの原子を含む。脂肪族環中の隣接していない
メチレン基はOによって置換されていてもよい。In the structure of the above-mentioned fluorine-containing liquid crystalline compound used as the main component of the liquid crystal composition in the liquid crystal device of the present invention, the central nucleus generally has at least two aromatic rings, aliphatic rings or substituted aromatic rings. A ring or a substituted heteroaromatic ring, and these rings are mutually --COO--, --COS.
They may be bound by a functional group selected from the group consisting of-, -HC = N-, and -COSe-. These rings may be fused or non-fused. The heteroatom in the heteroaromatic ring contains at least one atom selected from N, O or S. Non-adjacent methylene groups in the aliphatic ring may be replaced by O.
【0046】前記フッ素含有液晶化合物としては、フル
オロカーボン末端部分が、−D1−CxaF2xa−Xで表わ
される基、(但し、上記式中xaは1〜20であり、X
は−H又は−Fを表わし、D1は、−CO−O−(C
H2)ra−、−O−(CH2)ra−、−(CH2)ra−、
−O−SO2−、−SO2−、−SO2−(CH2)ra−、
−O−(CH2)ra−O−(CH2)rb−、−(CH2)
ra−N(CpaH2pa+1)−SO2−、又は−(CH2)ra
−N(CpaH2pa+1)−CO−を表わす。ra及びrb
は、独立に1〜20であり、paは0〜4である。)或
いは、−D2−(CxbF2xb−O)za−CyaF2ya+1で表
わされる基、(但し、上記式中xbはそれぞれの(Cxb
F2xb−O)に独立に1〜10であり、yaは、1〜1
0であり、zaは1〜10であり、D2は、−CO−O
−CrcH2rc、−O−CrcH2rc−、−CrcH2rc−、−
O−(CsaH2sa−O)ta−CrdH2rd−、−O−SO2
−、−SO2−、−SO2−CrcH2rc−、−CrcH2rc−
N(CpbH2pb+1)−SO2−、−CrcH2rc−N(Cpb
H2pb+1)−CO−、単結合から選ばれ、rc及びrd
は独立に1〜20であり、saはそれぞれの(CsaH
2sa−O)に独立に1〜10であり、taは1〜6であ
り、pbは0〜4である。)であるような化合物を用い
ることができる。In the fluorine-containing liquid crystal compound, the fluorocarbon terminal portion is a group represented by -D 1 -C xa F 2xa -X (where xa is 1 to 20, X
Represents -H or -F, D 1 is -CO-O- (C
H 2) ra -, - O- (CH 2) ra -, - (CH 2) ra -,
-O-SO 2 -, - SO 2 -, - SO 2 - (CH 2) ra -,
-O- (CH 2) ra -O- ( CH 2) rb -, - (CH 2)
ra -N (C pa H 2pa + 1) -SO 2 -, or - (CH 2) ra
-N (C pa H 2pa + 1 ) represents the -CO-. ra and rb
Are independently 1 to 20, and pa is 0 to 4. Or a group represented by -D 2- (C xb F 2xb -O) za -C ya F 2ya + 1 , (where xb is the respective (C xb
F 2xb —O) is independently 1 to 10, and ya is 1 to 1
0, za is 1 to 10, D 2 is —CO—O.
-C rc H 2rc, -O-C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -, -
O- (C sa H 2sa -O) ta -C rd H 2rd -, - O-SO 2
-, - SO 2 -, - SO 2 -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -
N (C pb H 2pb + 1 ) -SO 2 -, - C rc H 2rc -N (C pb
H 2pb + 1 ) -CO-, selected from single bonds, rc and rd
Are independently 1 to 20, and sa is (C sa H
2sa- O) is independently 1 to 10, ta is 1 to 6 and pb is 0 to 4. ) Can be used.
【0047】特に好ましくは、下記一般式(I)、或い
は(II)で表わされるフッ素含有液晶化合物を用いる
ことができる。Particularly preferably, a fluorine-containing liquid crystal compound represented by the following general formula (I) or (II) can be used.
【0048】[0048]
【外10】 を表わす。[Outside 10] Represents
【0049】ga、ha、iaは独立に0〜3の整数
(但し、ga+ha+iaは少なくとも2である)を表
わす。Ga, ha and ia each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that ga + ha + ia is at least 2).
【0050】夫々のL1とL2は独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−COS−、−S−CO−、−
CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−T
e−CO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡
C−、−CH=N−、−N=CH−、−CH2−O−、
−O−CH2−、−CO−又は−O−を表わす。Each of L 1 and L 2 is independently a single bond, --CO
-O-, -O-CO-, -COS-, -S-CO-,-
CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-, -T
e-CO -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡
C -, - CH = N - , - N = CH -, - CH 2 -O-,
-O-CH 2 -, - CO- or represent -O-.
【0051】夫々のX1、Y1、Z1はA1、A2、A3の置
換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CN、又は−NO
2を表わし、夫々のja、ma、naは独立に0〜4の
整数を表わす。Each of X 1 , Y 1 and Z 1 is a substituent of A 1 , A 2 and A 3 , and independently --H, --Cl, --F, --Br,-.
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CN, or -NO
2 and each of ja, ma, and na independently represents an integer of 0 to 4.
【0052】J1は、−CO−O−(CH2)ra−、−O
−(CH2)ra−、−(CH2)ra−、−O−SO2−、
−SO2−、−SO2−(CH2)ra−、−O−(CH2)
ra−O−(CH2)rb−、−(CH2)ra−N(CpaH
2pa+1)−SO2−、又は−(CH2)ra−N(CpaH
2pa+1)−CO−を表わす。ra及びrbは、独立に1
〜20であり、paは0〜4である。J 1 is --CO--O-(CH 2 ) ra- , --O
- (CH 2) ra -, - (CH 2) ra -, - O-SO 2 -,
-SO 2 -, - SO 2 - (CH 2) ra -, - O- (CH 2)
ra -O- (CH 2) rb - , - (CH 2) ra -N (C pa H
2pa + 1) -SO 2 -, or - (CH 2) ra -N ( C pa H
2pa + 1 ) -CO-. ra and rb are independently 1
~ 20 and pa is 0-4.
【0053】R1は、−O−CqaH2qa−O−CqbH
2qb+1、−CqaH2qa−O−CqbH2qb+1、−CqaH2qa−
R3、−O−CqaH2qa−R3、−CO−O−CqaH2qa−
R3、又は−O−CO−CqaH2qa−R3を表わし、直鎖
状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R3は、−
O−CO−CqbH2qb+1、−CO−O−CqbH2qb+1、−
H、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−CNを表わ
し、qa及びqbは独立に1〜20である)。R 1 is --O--C qa H 2qa --O--C qb H
2qb + 1, -C qa H 2qa -O-C qb H 2qb + 1, -C qa H 2qa -
R 3, -O-C qa H 2qa -R 3, -CO-O-C qa H 2qa -
R 3, or represents -O-CO-C qa H 2qa -R 3, linear, it may be either branched (wherein, R 3 is -
O-CO-C qb H 2qb + 1 , -CO-O-C qb H 2qb + 1 ,-
H, -Cl, -F, -CF 3 , -NO 2, represents a -CN, qa and qb are 20 independently).
【0054】R2はCxaF2xa−Xを表わす(Xは−H又
は−Fを表わし、xaは1〜20の整数である)。R 2 represents C xa F 2xa --X (X represents --H or --F, and xa is an integer of 1 to 20).
【0055】[0055]
【外11】 を表わす。[Outside 11] Represents
【0056】gb、hb、ibはそれぞれ独立に0〜3
の整数(但し、gb+hb+ibは少なくとも2であ
る)を表わす。Gb, hb and ib are independently 0 to 3
(Wherein gb + hb + ib is at least 2).
【0057】夫々のL3、L4は独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、
−CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−
Te−CO−、−(CH2CH2)ka−(kaは1〜
4)、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=N−、−
N=CH−、−CH2−O−、−O−CH2−、−CO−
又は−O−を表わす。Each of L 3 and L 4 is independently a single bond, --CO
-O-, -O-CO-, -CO-S-, -S-CO-,
-CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-,-
Te-CO -, - (CH 2 CH 2) ka - (ka is 1
4), -CH = CH-, -C≡C-, -CH = N-,-
N = CH -, - CH 2 -O -, - O-CH 2 -, - CO-
Or represents -O-.
【0058】夫々のX2、Y2、Z2はA4、A5、A6の置
換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CF3、−O−C
F3、−CN、又は−NO2を表わし、夫々のjb、m
b、nbは独立に0〜4の整数を表わす。Each of X 2 , Y 2 and Z 2 is a substituent of A 4 , A 5 and A 6 , and independently --H, --Cl, --F, --Br,-.
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CF 3, -O-C
F 3, -CN, or represents -NO 2, each jb, m
b and nb each independently represent an integer of 0-4.
【0059】J2は、−CO−O−CrcH2rc−、−O−
CrcH2rc−、−CrcH2rc−、−O−(CsaH2sa−
O)ta−CrdH2rd−、−O−SO2−、−SO2−、−
SO2−CrcH2rc−、−CrcH2rc−N(CpbH2pb+1)
−SO2−、−CrcH2rc−N(CpbH2pb+1)−CO−
であり、rc及びrdは独立に1〜20であり、saは
それぞれの(CsaH2sa−O)に独立に1〜10であ
り、taは1〜6であり、pbは0〜4である。[0059] J 2 is, -CO-O-C rc H 2rc -, - O-
C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -, - O- (C sa H 2sa -
O) ta -C rd H 2rd - , - O-SO 2 -, - SO 2 -, -
SO 2 -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1)
-SO 2 -, - C rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1) -CO-
, Rc and rd are independently 1 to 20, sa is independently 1 to 10 for each (C sa H 2sa —O), ta is 1 to 6, and pb is 0 to 4. is there.
【0060】R4は、−O−(CqcH2qc−O)wa−Cqd
H2qd+1、−(CqcH2qc−O)wa−CqdH2qd+1、−C
qcH2qc−R6、−O−CqcH2qc−R6、−CO−O−C
qcH2qc−R6、又は−O−CO−CqcH2qc−R6を表わ
し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R
6は−O−CO−CqdH2qd+1、−CO−O−CqdH
2qd+1、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−CN、又
は−Hを表わし、qc及びqdは独立に1〜20の整
数、waは1〜10の整数である)。[0060] R 4 is, -O- (C qc H 2qc -O ) wa -C qd
H 2qd + 1, - (C qc H 2qc -O) wa -C qd H 2qd + 1, -C
qc H 2qc -R 6, -O- C qc H 2qc -R 6, -CO-O-C
qc H 2qc -R 6, or represents -O-CO-C qc H 2qc -R 6, linear, may be either branched (Here, R
6 is -O-CO-C qd H 2qd + 1 , -CO-O-C qd H
2qd + 1, -Cl, -F, -CF 3, -NO 2, represents -CN, or -H, qc and qd are independently an integer of 1 to 20, the wa is an integer of 1 to 10).
【0061】R5は、(CxbF2xb−O)za−CyaF
2ya+1で表わされる(但し、上記式中xbはそれぞれの
(CxbF2xb−O)に独立に1〜10であり、yaは1
〜10であり、zaは1〜10である)。R 5 is (C xb F 2xb --O) za --C ya F
2ya + 1 is represented by (wherein, the formula xb is 1 to 10 independently of each (C xb F 2xb -O), ya is 1
-10 and za is 1-10).
【0062】上記一般式(I)で表わされる化合物は、
特開平2−142753号公報、米国特許第5,08
2,587号に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。The compound represented by the above general formula (I) is
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-142753, US Pat.
It can be obtained by the method described in No. 2,587.
Specific examples of such compounds are listed below.
【0063】[0063]
【外12】 [Outside 12]
【0064】[0064]
【外13】 [Outside 13]
【0065】[0065]
【外14】 [Outside 14]
【0066】[0066]
【外15】 [Outside 15]
【0067】[0067]
【外16】 [Outside 16]
【0068】[0068]
【外17】 [Outside 17]
【0069】[0069]
【外18】 [Outside 18]
【0070】[0070]
【外19】 [Outside 19]
【0071】[0071]
【外20】 [Outside 20]
【0072】[0072]
【外21】 [Outside 21]
【0073】[0073]
【外22】 [Outside 22]
【0074】[0074]
【外23】 [Outside 23]
【0075】上記一般式(II)で表わされる化合物
は、国際公開WO93/22396、特表平7−506
368号公報に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。The compounds represented by the above general formula (II) are described in International Publication WO93 / 22396, Japanese Patent Publication No. 7-506.
It can be obtained by the method described in Japanese Patent No. 368.
Specific examples of such compounds are listed below.
【0076】[0076]
【外24】 [Outside 24]
【0077】[0077]
【外25】 [Outside 25]
【0078】[0078]
【外26】 [Outside 26]
【0079】[0079]
【外27】 [Outside 27]
【0080】[0080]
【外28】 [Outside 28]
【0081】本発明の液晶素子で用いる液晶組成物で
は、上述したフッ素含有液晶性化合物の他、フルオロカ
ーボン鎖を持たないいわゆるハイドロカーボンタイプの
液晶性化合物を配合することができる。In the liquid crystal composition used in the liquid crystal device of the present invention, a so-called hydrocarbon type liquid crystalline compound having no fluorocarbon chain can be blended in addition to the above-mentioned fluorine-containing liquid crystalline compound.
【0082】また、本発明で用いるカイラルスメクチッ
ク液晶組成物では、少なくとも一種の光学活性化合物を
配合することが必須となる。かかる光学活性化合物とし
ては、鎖状あるいは環状の光学活性部位を有する化合物
の中から上述したフッ素含有液晶性化合物等の他の液晶
成分との適合を考慮して、選択され得る。In the chiral smectic liquid crystal composition used in the present invention, it is essential to blend at least one kind of optically active compound. Such an optically active compound can be selected from compounds having a linear or cyclic optically active site in consideration of compatibility with other liquid crystal components such as the above-mentioned fluorine-containing liquid crystalline compound.
【0083】本発明に使用できるハイドロカーボンタイ
プの液晶性化合物の具体例を以下に列挙する。Specific examples of the hydrocarbon type liquid crystalline compound that can be used in the present invention are listed below.
【0084】[0084]
【外29】 [Outside 29]
【0085】[0085]
【外30】 [Outside 30]
【0086】[0086]
【外31】 [Outside 31]
【0087】[0087]
【外32】 [Outside 32]
【0088】[0088]
【外33】 [Outside 33]
【0089】[0089]
【外34】 [Outside 34]
【0090】[0090]
【外35】 [Outside 35]
【0091】[0091]
【外36】 [Outside 36]
【0092】[0092]
【外37】 [Outside 37]
【0093】[0093]
【外38】 [Outside 38]
【0094】[0094]
【外39】 [Outside 39]
【0095】[0095]
【外40】 [Outside 40]
【0096】[0096]
【外41】 [Outside 41]
【0097】[0097]
【外42】 [Outside 42]
【0098】[0098]
【外43】
本発明で用いる液晶組成物では、前述したように少なく
とも一種の光学活性化合物(カイラル化合物)を添加す
ることが必須となる。[Outside 43] In the liquid crystal composition used in the present invention, it is essential to add at least one kind of optically active compound (chiral compound) as described above.
【0099】かかるカイラル化合物の具体例としては以
下の構造のものが挙げられる。Specific examples of such a chiral compound include those having the following structures.
【0100】(a4) R6″−A6″−X6″−A7″−
A8″−X7″−R7″−Σ**−R9″[0100] (a4) R 6 "-A 6 " -X 6 "-A 7" -
A 8 "-X 7 " -R 7 "-Σ **- R 9 "
【0101】[0101]
【表1】 [Table 1]
【0102】[0102]
【表2】 [Table 2]
【0103】[0103]
【表3】 [Table 3]
【0104】[0104]
【表4】 [Table 4]
【0105】[0105]
【表5】 [Table 5]
【0106】*a4中の略号 表Aで用いた略号は以下
のようである。* Abbreviations in a4 Abbreviations used in Table A are as follows.
【0107】[0107]
【外44】 [Outside 44]
【0108】[0108]
【外45】 [Outside 45]
【0109】[0109]
【表6】 [Table 6]
【0110】[0110]
【表7】 [Table 7]
【0111】[0111]
【表8】 [Table 8]
【0112】[0112]
【表9】 [Table 9]
【0113】[0113]
【表10】 [Table 10]
【0114】*a5中の略号 表Bで用いた略号は以下
のようである。* Abbreviations in a5 The abbreviations used in Table B are as follows.
【0115】[0115]
【外46】 [Outside 46]
【0116】[0116]
【外47】 [Outside 47]
【0117】[0117]
【外48】 [Outside 48]
【0118】[0118]
【外49】 [Outside 49]
【0119】[0119]
【外50】 D−1:n=6,2R,5R D−2:n=6,2S,5R D−3:n=4,2R,5R D−4:n=4,2S,5R D−5:n=3,2R,5R D−6:n=2,2S,5R D−7:n=2,2R,5R D−8:n=1,2S,5R D−9:n=1,2R,5R[Outside 50] D-1: n = 6,2R, 5R D-2: n = 6,2S, 5R D-3: n = 4,2R, 5R D-4: n = 4,2S, 5R D-5: n = 3,2R, 5R D-6: n = 2,2S, 5R D-7: n = 2,2R, 5R D-8: n = 1,2S, 5R D-9: n = 1,2R, 5R
【0120】[0120]
【外51】 D−10:n=1 D−11:n=2 D−12:n=3 D−13:n=4 D−14:n=6 D−15:n=10[Outside 51] D-10: n = 1 D-11: n = 2 D-12: n = 3 D-13: n = 4 D-14: n = 6 D-15: n = 10
【0121】[0121]
【外52】 D−16:n=8 D−17:n=10[Outside 52] D-16: n = 8 D-17: n = 10
【0122】[0122]
【外53】 [Outside 53]
【0123】[0123]
【外54】 [Outside 54]
【0124】[0124]
【外55】 [Outside 55]
【0125】[0125]
【外56】 [Outside 56]
【0126】[0126]
【外57】 [Outside 57]
【0127】[0127]
【外58】 [Outside 58]
【0128】また、本発明で用いるカイラルスメクチッ
ク液晶組成物中には、その他の化合物、たとえば染料、
顔料、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の添加物を加えるこ
とが可能である。In the chiral smectic liquid crystal composition used in the present invention, other compounds such as dyes,
It is possible to add additives such as pigments, antioxidants and UV absorbers.
【0129】本発明の液晶素子は、上述したような素子
構成、液晶材料、その他外部からの処理条件を適切に設
定することによって、素子内でのスメクチック液晶層の
状態を制御している。In the liquid crystal element of the present invention, the state of the smectic liquid crystal layer in the element is controlled by appropriately setting the element structure, the liquid crystal material, and other external processing conditions.
【0130】本発明の液晶素子は種々の機能をもった液
晶装置を構成するが、そのもっとも適した例が該素子を
表示パネル部に使用し、図2、図3に示した走査線アド
レス情報を持つ画像情報からなるデータフォーマット及
びSYN信号により通信同期手段をとることにより、液
晶表示装置を実現する。図中の符号はそれぞれ以下の通
りである。The liquid crystal device of the present invention constitutes a liquid crystal device having various functions. The most suitable example is to use the device in the display panel section, and the scanning line address information shown in FIGS. The liquid crystal display device is realized by taking the communication synchronizing means by the data format including the image information and the SYN signal. The symbols in the figure are as follows.
【0131】 101 液晶表示装置 102 グラフィックコントローラー 103 表示パネル 104 走査線駆動回路 105 情報線駆動回路 106 デコーダ 107 走査線信号発生回路 108 シフトレジスタ 109 ラインメモリ 110 情報信号発生回路 111 駆動制御回路 112 GCPU 113 ホストCPU 114 VRAM[0131] 101 liquid crystal display device 102 graphic controller 103 display panel 104 scanning line drive circuit 105 information line drive circuit 106 decoder 107 scanning line signal generation circuit 108 shift register 109 line memory 110 Information signal generation circuit 111 Drive control circuit 112 GCPU 113 Host CPU 114 VRAM
【0132】画像情報の発生は本体装置のグラフィック
コントローラー102にて行われ、図2、及び図3に示
した信号伝達手段(画像情報通信タイミングチャート)
に従って表示パネル103へと転送される。グラフィッ
クコントローラー102はCPU(中央演算装置、GC
PU112と略す。)及びVRAM(画像情報格納用メ
モリ)114を核にホストCPU113と液晶表示装置
101間の画像情報の管理や通信を司っている。なお、
該表示パネルの裏面には、光源が配置されている。Generation of image information is performed by the graphic controller 102 of the main unit, and the signal transmission means (image information communication timing chart) shown in FIGS. 2 and 3 is used.
Is transferred to the display panel 103. The graphic controller 102 is a CPU (central processing unit, GC
Abbreviated as PU112. ) And VRAM (memory for storing image information) 114 as cores for managing image information and communication between the host CPU 113 and the liquid crystal display device 101. In addition,
A light source is arranged on the back surface of the display panel.
【0133】本発明の表示装置は表示媒体である液晶素
子が前述したように良好なスイッチング特性を有するた
め、優れた駆動特性を発揮し、高精細、高速、大面積の
表示画像を得ることができる。In the display device of the present invention, since the liquid crystal element as the display medium has the good switching characteristics as described above, it is possible to obtain excellent driving characteristics and obtain a high-definition, high-speed, large-area display image. it can.
【0134】本発明の液晶素子の駆動法としてはたとえ
ば特開昭59−193426号公報、特開昭59−19
3427号公報、特開昭60−156046号公報、特
開昭60−156047号公報などに開示された駆動法
を適用することができる。The driving method of the liquid crystal element of the present invention is, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-193426 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-19.
The driving methods disclosed in Japanese Patent No. 3427, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-156046, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-156047 and the like can be applied.
【0135】図6は、駆動法の波形図の一例である。ま
た、図5は、マトリクス電極を配置した強誘電性液晶パ
ネルの一例の平面図である。図5の液晶パネル51に
は、走査電極群52の走査線と情報電極群53のデータ
線とが互いに交差して配線され、その交差部の走査線と
データ線との間には強誘電性液晶が配置されている。FIG. 6 is an example of a waveform diagram of the driving method. In addition, FIG. 5 is a plan view of an example of a ferroelectric liquid crystal panel in which matrix electrodes are arranged. In the liquid crystal panel 51 of FIG. 5, the scanning lines of the scanning electrode group 52 and the data lines of the information electrode group 53 are wired so as to intersect with each other, and the ferroelectric property is provided between the scanning line and the data line at the intersection. Liquid crystal is arranged.
【0136】図6(A)中のSS は選択された走査線に
印加する選択走査波形をSN は選択されていない非選択
走査波形をIS は選択されたデータ線に印加する選択情
報波形(黒)をIN は選択されていないデータ線に印加
する非選択情報信号(白)を表している。また、図中
(IS −SS )と(IN −SS )は選択された走査線上
の画素に印加する電圧波形で、電圧(IS −SS )が印
加された画素は黒の表示状態をとり、電圧(IN −S
S )が印加された画素は白の表示状態となる。In FIG. 6A, S S is a selected scan waveform applied to the selected scan line, S N is an unselected non-selected scan waveform, and I S is selection information applied to the selected data line. it represents a non-selection information signal (white) for applying waveform (black) to the data lines I N is not selected. In the figure the (I S -S S) (I N -S S) is the voltage waveforms applied to pixels on a selected scanning line, the voltage (I S -S S) is applied pixel black take the display state, the voltage (I N -S
The pixel to which S ) is applied becomes a white display state.
【0137】図6(B)は図6(A)に示す駆動波形
で、図4に示す表示を行った時の時系列波形である。FIG. 6B shows the drive waveform shown in FIG. 6A, which is a time-series waveform when the display shown in FIG. 4 is performed.
【0138】図6に示す駆動例では選択された走査線上
の画素に印加される単一極性電圧の最小印加時間Δtが
書き込み位相t2の時間に相当し、1ラインクリアt1
位相の時間2Δtに設定されている。In the driving example shown in FIG. 6, the minimum application time Δt of the single polarity voltage applied to the pixel on the selected scanning line corresponds to the time of the writing phase t2, and the one line clear t1.
The phase time is set to 2Δt.
【0139】さて、図6に示した駆動波形の各パラメー
タVS ,Vr ,Δtの値は使用する液晶材料のスイッチ
ング特性によって決定される。The values of the parameters V S , V r , and Δt of the drive waveform shown in FIG. 6 are determined by the switching characteristics of the liquid crystal material used.
【0140】図7は後述するバイアス比を一定に保った
まま駆動電圧(VS +VI )を変化させた時の透過率T
の変化、すなわちV−T特性を示したものである。ここ
ではΔt=50μsec、バイアス比VI /(VI +V
S )=1/3に固定されている。図7の正側は図6で示
した(IN −SS )、負側は(IS −SS )で示した波
形が印加された際の最終的な状態の透過率を夫々示す。
正側は前状態が黒(透過率が小さい状態)であり、負側
は前状態が白(透過率が大きい状態)であり、いずれも
リセットにより白状態となる。FIG. 7 shows the transmittance T when the drive voltage (V S + V I ) is changed while keeping the bias ratio, which will be described later, constant.
Of VT characteristics, that is, VT characteristics. Here, Δt = 50 μsec, bias ratio V I / (V I + V
S ) = 1/3 fixed. The positive side of Fig. 7 is shown in FIG. 6 (I N -S S), the negative side indicates people respectively the final transmittance of the state when the waveform shown is applied in (I S -S S).
On the positive side, the previous state is black (the state where the transmittance is small), and on the negative side, the previous state is the white (the state where the transmittance is large).
【0141】ここで、V1、V3をそれぞれ実駆動閾値
電圧及びクロストーク電圧と呼ぶ。また、V2<V1<
V3の時ΔV=V3−V1を電圧マージンと呼びマトリ
クス駆動可能な電圧幅となる。V3は強誘電性液晶表示
素子駆動上、一般的に存在すると言ってよい。具体的に
は図6(A)(IN −SS )の波形におけるVB による
スイッチングを起こす電圧値である。もちろん、バイア
ス比を大きくすることにより、V3の値を大きくするこ
とは可能であるが、バイアス比を増すことは情報信号の
振幅を大きくすることを意味し、画質的にはちらつきの
増大、コントラストの低下を招き好ましくない。Here, V1 and V3 are referred to as an actual drive threshold voltage and a crosstalk voltage, respectively. Also, V2 <V1 <
When V3, ΔV = V3−V1 is called a voltage margin, which is a voltage width that allows matrix driving. It can be said that V3 is generally present in driving the ferroelectric liquid crystal display device. Specifically a voltage value causing switching by V B in the waveform of FIG. 6 (A) (I N -S S). Of course, it is possible to increase the value of V3 by increasing the bias ratio. However, increasing the bias ratio means increasing the amplitude of the information signal, which causes an increase in flicker in image quality and contrast. Is caused, which is not preferable.
【0142】我々の検討ではバイアス比1/3〜1/4
程度が適当であった。ところでバイアス比を固定すれ
ば、電圧マージンΔVは液晶材料のスイッチング特性及
び素子構成に強く依存し、ΔVの大きい素子がマトリク
ス駆動上非常に有利であることは言うまでもない。According to our study, the bias ratio is 1/3 to 1/4.
The degree was appropriate. By the way, if the bias ratio is fixed, the voltage margin ΔV strongly depends on the switching characteristics of the liquid crystal material and the element structure, and it goes without saying that an element having a large ΔV is very advantageous for matrix driving.
【0143】また、同様に上述した電圧を一定に保ち、
電圧印加時間Δtを変化させていくことにより、駆動を
することも可能である。上述した電圧をそのまま電圧印
加時間とすればよく、その際電圧印加時間閾値をΔt1
とし、電圧印加時間クロストーク値をΔt2とし、(Δ
t2−Δt1)=ΔTを電圧印加時間マージンという。Similarly, the above voltage is kept constant,
It is also possible to drive by changing the voltage application time Δt. The above voltage may be used as the voltage application time as it is, and at this time, the voltage application time threshold value is Δt1.
And the voltage application time crosstalk value is Δt2.
t2-Δt1) = ΔT is referred to as a voltage application time margin.
【0144】ある一定温度においては、このように情報
信号の2通りの向きによって選択画素に黒及び白の2状
態を書き込むことが可能であり、非選択画素はその黒ま
たは白の状態を保持することが可能である電圧マージン
または電圧印加時間マージンは液晶材料及び素子構成に
よって差があり、特有なものである。また、環境温度の
変化によってもそれら駆動マージンは異なるため、実際
の表示装置の場合、液晶材料、素子構成や環境温度にた
いして最適な駆動条件を設定しておく必要がある。At a certain constant temperature, it is possible to write two states, black and white, to the selected pixel depending on the two directions of the information signal, and the non-selected pixel retains the black or white state. The voltage margin or the voltage application time margin that can be achieved differs depending on the liquid crystal material and the device configuration, and is unique. Further, since the driving margins vary depending on the change of the environmental temperature, it is necessary to set the optimum driving condition for the liquid crystal material, the element structure and the environmental temperature in the case of an actual display device.
【0145】尚、本発明は、駆動マージンを、定量的に
評価するために、相似的に固定された、ある駆動波形を
用いて、上記、電圧印加時間閾値Δt1と電圧印加時間
クロストーク値Δt2を測定し、これらの値の中心値か
らの幅を比率で表すパラメータ「M2」(M2マージ
ン)を用いる。In the present invention, in order to quantitatively evaluate the drive margin, a certain drive waveform that is fixed in a similar manner is used, and the voltage application time threshold Δt1 and the voltage application time crosstalk value Δt2 are used. Is measured, and a parameter “M2” (M2 margin) that represents the width from the center value of these values by a ratio is used.
【0146】
M2=(Δt2−Δt1)/(Δt2+Δt1)
〈実施例〉以下実施例において本発明を更に詳細に説明
する。M2 = (Δt2−Δt1) / (Δt2 + Δt1) <Example> The present invention will be described in more detail in the following examples.
【0147】(実験1)下記液晶性化合物(a)〜
(f)を使用し液晶組成物FLC−1〜FLC−3を調
製した。(Experiment 1) The following liquid crystalline compounds (a) to
Liquid crystal compositions FLC-1 to FLC-3 were prepared using (f).
【0148】[0148]
【外59】 [Outside 59]
【0149】[0149]
【外60】
自発分極(Ps) (30℃)=31.1nC/cm2
層間隔d(Tac,41℃)=31.756Å
層間隔d(30℃)=31.636Å
層傾斜角(計算値)
δcal(30℃)=cos-1(d(30℃)/d(T
ac,41℃))=5.0°[Outside 60] Spontaneous polarization (Ps) (30 ° C.) = 31.1 nC / cm 2 Layer spacing d (Tac, 41 ° C.) = 31.756Å Layer spacing d (30 ° C) = 31.636Å Layer tilt angle (calculated value) δcal (30 ℃) = cos -1 (d (30 ℃) / d (T
ac, 41 ° C)) = 5.0 °
【0150】[0150]
【外61】
自発分極(Ps) (30℃)=20.7nC/cm2
層間隔d(Tca,44℃)=31.596Å
層間隔d(30℃)=31.360Å
層傾斜角(計算値)
δcal(30℃)=cos-1(d(30℃)/d(T
ac,44℃))=7.0°[Outside 61] Spontaneous polarization (Ps) (30 ° C.) = 20.7 nC / cm 2 Layer interval d (Tca, 44 ° C.) = 31.596Å Layer interval d (30 ° C) = 31.360Å Layer tilt angle (calculated value) δcal (30 ℃) = cos -1 (d (30 ℃) / d (T
ac, 44 ° C)) = 7.0 °
【0151】[0151]
【外62】
自発分極(Ps) (30℃)=22.1nC/cm2
層間隔d(Tca,52℃)=31.62Å
層間隔d(30℃)=31.04Å
層傾斜角(計算値)
δcal(30℃)=cos-1(d(30℃)/d(T
ac,52℃))=11.0°
※層間隔は後述の方法により測定した。
層間隔(Tac):SmA→SmC*の相転移温度にお
ける層間隔[Outside 62] Spontaneous polarization (Ps) (30 ° C.) = 22.1 nC / cm 2 Layer spacing d (Tca, 52 ° C.) = 31.62Å Layer spacing d (30 ° C) = 31.04Å Layer tilt angle (calculated value) δcal (30 ℃) = cos -1 (d (30 ℃) / d (T
ac, 52 ° C.)) = 11.0 ° * Layer spacing was measured by the method described below. Layer spacing (Tac): Layer spacing at the phase transition temperature of SmA → SmC *
【0152】〔セルの作成〕実施例に使用する3種類の
空セルを以下のごとく作製した。[Creation of Cell] Three types of empty cells used in the examples were prepared as follows.
【0153】セルA:透明電極として約70nm厚のI
TO膜を形成した1.1mm厚のガラス基板(2枚使
用)に、下記繰り返し単位を有するポリイミド(前駆
体)をスピンコート法により塗布した。その後、80
℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃で1時間加熱
焼成を施し配向制御膜を形成した。なお、このときの膜
厚は、5nmであった。両基板上のポリイミドに対して
一軸配向処理としてナイロン布によるラビング処理を施
した。Cell A: I having a thickness of about 70 nm as a transparent electrode
A polyimide (precursor) having the following repeating unit was applied to a 1.1 mm-thick glass substrate (two used) having a TO film formed thereon by a spin coating method. Then 80
After pre-drying at 5 ° C. for 5 minutes, heating and baking were performed at 200 ° C. for 1 hour to form an orientation control film. The film thickness at this time was 5 nm. The polyimide on both substrates was rubbed with a nylon cloth as a uniaxial orientation treatment.
【0154】[0154]
【外63】 [Outside 63]
【0155】続いて片方の基板上にスペーサーとして、
平均粒径2.0μmのシリカビーズを散布し、他方の基
板を重ね合わせてセルを作製した。Then, as a spacer on one of the substrates,
Silica beads having an average particle diameter of 2.0 μm were dispersed and the other substrate was overlaid to prepare a cell.
【0156】セルB−1:透明電極として約70nm厚
のITO膜を形成した1.1mm厚の2枚のガラス基板
のうち一方に、下記繰り返し単位を有するポリイミド
(前駆体)をスピンコート法により塗布した。その後、
80℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃で1時間
加熱焼成を施し配向制御膜を形成した。なお、このとき
の膜厚は、5nmであった。この基板に対して一軸配向
処理としてナイロン布によるラビング処理を施した。Cell B-1: A polyimide (precursor) having the following repeating unit was spin-coated on one of two 1.1 mm-thick glass substrates on which an ITO film having a thickness of about 70 nm was formed as a transparent electrode. Applied. afterwards,
After pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, it was heated and baked at 200 ° C. for 1 hour to form an orientation control film. The film thickness at this time was 5 nm. This substrate was rubbed with a nylon cloth as a uniaxial orientation process.
【0157】[0157]
【外64】 [Outside 64]
【0158】第2の基板については、ラダー型のポリシ
ロキサンの母材中にSnOxの酸化物超微粒子(粒径1
00Å)を分散した固形分濃度10wt%のエタノール
溶液をスピンコート法により膜厚2000Åで塗布し
た。その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200
℃1時間加熱乾燥を施した。Regarding the second substrate, SnO x oxide ultrafine particles (particle size 1
An ethanol solution having a solid content concentration of 10 wt% in which 00Å) was dispersed was applied by a spin coating method to a film thickness of 2000Å. Then, after pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, 200
It heat-dried at 1 degreeC.
【0159】続いて配向処理を施した第1のガラス基板
上にスペーサーとして、平均粒径2.0μmのシリカビ
ーズを散布し、他方の第2の基板を重ね合わせてセルを
作製した。Subsequently, silica beads having an average particle diameter of 2.0 μm were dispersed as spacers on the first glass substrate which had been subjected to the orientation treatment, and the other second substrate was superposed to prepare a cell.
【0160】セルB−2(X−ray測定用セル):
1.1mm厚の2枚のガラス基板を用いる代わりに、8
0μm厚の2枚のガラス基板を用いる以外は、セルB−
1と全く同じ方法で作製した。Cell B-2 (cell for X-ray measurement):
Instead of using two 1.1 mm thick glass substrates, 8
Cell B- except that two glass substrates with a thickness of 0 μm were used.
It was prepared by the same method as in 1.
【0161】セルC−1:透明電極として約70nm厚
のITO膜を形成した1.1mm厚の2枚のガラス基板
のうち一方に、下記繰り返し単位を有するポリイミド
(前駆体)をスピンコート法により塗布した。その後、
80℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃で1時間
加熱焼成を施し配向制御膜を形成した。なお、このとき
の膜厚は、6nmであった。この基板に対して一軸配向
処理としてナイロン布によるラビング処理を施した。Cell C-1: A polyimide (precursor) having the following repeating unit was spin-coated on one of two 1.1 mm-thick glass substrates on which an ITO film having a thickness of about 70 nm was formed as a transparent electrode. Applied. afterwards,
After pre-drying at 80 ° C. for 5 minutes, it was heated and baked at 200 ° C. for 1 hour to form an orientation control film. The film thickness at this time was 6 nm. This substrate was rubbed with a nylon cloth as a uniaxial orientation process.
【0162】[0162]
【外65】 [Outside 65]
【0163】第2の基板については、ラダー型のポリシ
ロキサンの母材中にSnOxの酸化物超粒子(粒径10
0Å)を分散した固形分濃度10wt%のエタノール溶
液をスピンコート法により膜厚2000Åで塗布した。
その後、80℃5分間の前乾燥を行った後、200℃1
時間加熱乾燥を施した。As for the second substrate, SnO x oxide super-particles (particle size: 10
An ethanol solution having a solid content concentration of 10 wt% in which 0Å) was dispersed was applied by a spin coating method to a film thickness of 2000Å.
Then, after pre-drying for 5 minutes at 80 ℃, 200 ℃ 1
It was heat dried for an hour.
【0164】続いて配向処理を施した第1のガラス基板
上にスペーサーとして、平均粒径2.0μmのシリカビ
ーズを散布し、他方の第2の基板を重ね合わせてセルを
作製した。Subsequently, silica beads having an average particle size of 2.0 μm were dispersed as spacers on the first glass substrate that had been subjected to the alignment treatment, and the other second substrate was overlaid to form a cell.
【0165】セルC−2(X−ray測定用セル):
1.1mm厚の2枚のガラス基板を用いる代わりに、8
0μm厚の2枚のガラス基板を用いる以外は、セルC−
1と全く同じ方法で作製した。Cell C-2 (cell for X-ray measurement):
Instead of using two 1.1 mm thick glass substrates, 8
Cell C- except that two 0 μm thick glass substrates were used.
It was prepared by the same method as in 1.
【0166】上記に示したプロセスで作成した各セルと
各液晶組成物を様々に組み合わせて、液晶素子を作成し
た。さらに、一度等方性液体まで加熱し室温まで冷却す
る工程(再配向)を行い該工程において徐冷速度を様々
に変えてサンプル(液晶素子)を作成し、配向状態を観
察した。各サンプルのセル、組成物、冷却条件の組合せ
を第1表に示す。A liquid crystal element was prepared by variously combining each cell prepared by the above-mentioned process with each liquid crystal composition. Further, a step (reorientation) of once heating to an isotropic liquid and cooling to room temperature was performed, and samples (liquid crystal elements) were prepared by changing the slow cooling rate variously in the step, and the orientation state was observed. Table 1 shows combinations of cells, compositions, and cooling conditions of each sample.
【0167】尚、配向欠陥については、偏光顕微鏡を上
下一対の偏光板をクロスニコル状態とし、無電解印加状
態で液晶素子を再暗状態位置にセットした後、±10度
程度回転させ、ラビング処理方向及びその垂直方向に沿
って光漏れとして現れる配向欠陥を観察した。Regarding the alignment defect, the polarizing microscope was set to the crossed Nicols state of the pair of upper and lower polarizing plates, the liquid crystal element was set to the re-dark position in the electroless applied state, and then rotated by about ± 10 degrees to perform rubbing treatment. Alignment defects appearing as light leakage were observed along the direction and its vertical direction.
【0168】数十種類のセルを観察した結果、第1表に
示す3種の構成の液晶素子(素子1,2−1,2−2,
3−1,3−2,4′)において、配向欠陥が全く観察
されない領域を数ミクロン〜数100ミクロンのエリア
で認めることが出来た。As a result of observing several tens of kinds of cells, liquid crystal elements (elements 1, 2-1, 2-2,
3-1, 3-2, 4 '), a region in which no alignment defect was observed could be recognized in the area of several microns to several hundreds of microns.
【0169】[0169]
【表11】 [Table 11]
【0170】尚、配向欠陥が全く観察されない領域をP
1領域、微小な配向欠陥が認められる領域をP2領域と
する。その面積比については、これら欠陥を含む領域を
顕微鏡写真(1mm×1mm)をとった後、その写真に
ついて、2つの領域の夫々の写真紙での重量を測定し比
較した。The region where no alignment defect is observed is P
One region, and a region where a minute alignment defect is recognized, is referred to as P2 region. Regarding the area ratio, after taking a micrograph (1 mm × 1 mm) of the region containing these defects, the weight of each of the two regions on each photo paper was measured and compared.
【0171】得られた素子に対して
1)X線回折による微少領域の液晶の層構造(スメクチ
ック層の構造)の解析、(素子2−2,3−2,4−
2)
2)コントラスト(C/R)
3)M2マージン(M2)の測定、を行った。With respect to the obtained device, 1) analysis of the layer structure of liquid crystal (structure of smectic layer) in a minute region by X-ray diffraction, (device 2-2, 3-2, 4-)
2) 2) Contrast (C / R) 3) M2 margin (M2) was measured.
【0172】1)X線回折による微小領域の層構造の解
析
基本的にはクラークやラガーウオルによって行われた方
法(「Japan Display」 ’86,Se
p.30〜Oct.2、1986.456〜458によ
りスメクチック層の層間隔d及び傾斜角δを求めた。測
定装置は図8に示すような回転陰極方式X線発生部を有
するX線回折装置(MACサイエンス製)に自動温度制
御装置を装着したものを用い、液晶セルは熱容量を小さ
くし、ガラス基板へのX線の吸収を低減させるため、基
板にはコーニング社製マイクロシート804(80μm
厚)を用いた。1) Analysis of Layered Structure of Minute Area by X-ray Diffraction Basically, the method carried out by Clark and Lagerwall (“Japan Display” '86, Se.
p. 30-Oct. 2, 1986.456-458, the layer spacing d and the inclination angle δ of the smectic layer were determined. As the measuring device, an X-ray diffractometer (manufactured by MAC Science) equipped with a rotating cathode X-ray generator as shown in FIG. 8 and equipped with an automatic temperature control device is used. In order to reduce the absorption of X-rays, the substrate has a Microsheet 804 (80 μm
Thickness) was used.
【0173】まず、層間隔dは試料としてバルク液晶8
01(セルに注入する液晶組成物)をガラス基板に5m
m角で表面が平滑になるように塗布したものを用い、通
常の粉末X線回折法(X線源802、カウンター80
3)により得られたピークをブラッグ(Bragg)の
回折条件式に当てはめて求めた。First, the layer interval d was measured by using the bulk liquid crystal 8 as a sample.
01 (liquid crystal composition to be injected into the cell) on a glass substrate for 5 m
A powder X-ray diffraction method (X-ray source 802, counter 80
The peak obtained in 3) was applied to the Bragg diffraction conditional expression to obtain the peak.
【0174】測定温度は、回折面の平滑性を増すために
各々の液晶組成物が等方性液体状態になる温度にした後
に3℃、変移点近傍では1℃毎に温度を降下させて、回
折ピークが得られなくなる温度まで測定を行った。実験
に用いた自動温度制御装置は、各温度で約±0.3℃の
制御精度を示した(温調用プレート805、温度モニタ
熱電対806を使用)。The measurement temperature was 3 ° C. after each liquid crystal composition was brought into an isotropic liquid state in order to increase the smoothness of the diffractive surface, and the temperature was lowered every 1 ° C. near the transition point, The measurement was performed up to a temperature at which no diffraction peak was obtained. The automatic temperature control device used in the experiment showed a control accuracy of about ± 0.3 ° C. at each temperature (using a temperature control plate 805 and a temperature monitor thermocouple 806).
【0175】測定は、出力45kV−100mAで銅の
Kα線(1.54050Å)を分析線、スリットはD
S;0.05mm,SS;0.05mm,RS;0.0
5mmとし、スキャン速度は3deg./minで行っ
た。The measurement was carried out with an output of 45 kV-100 mA, a copper Kα ray (1.54050 Å) as an analysis line, and a slit D
S; 0.05 mm, SS; 0.05 mm, RS; 0.0
5 mm and the scanning speed is 3 deg. / Min.
【0176】角δは上述したセルB−2、C−2を使用
した素子において、セル内の液晶をIso相から徐冷
し、これに前記層間隔dを得た回折角2θにX線検出器
を合わせ、θ軸走査を行い、前記文献に示された方法で
算出した。尚、上述した層間隔dの測定結果(温度特
性)より、計算上の傾斜角の値を下記式によって得た。With respect to the angle δ, in the device using the cells B-2 and C-2 described above, the liquid crystal in the cell was gradually cooled from the Iso phase, and X-ray detection was performed at the diffraction angle 2θ at which the layer spacing d was obtained. The instruments were combined, θ-axis scanning was performed, and calculation was performed by the method described in the above-mentioned document. From the measurement result (temperature characteristic) of the layer spacing d described above, the value of the calculated tilt angle was obtained by the following formula.
【0177】δ=cos-1(dc/dAc)(dc当該
温度での層間隔、dAcSmA→SmC*相転移温度で
の層間隔)Δ = cos −1 (dc / dAc) (dc layer spacing at the relevant temperature, dAcSmA → SmC * layer spacing at the phase transition temperature)
【0178】微少領域を測定するためにX線のビームサ
イズを適宜絞り、必要に応じて計数時間を増やすなどし
て回折プロファイルを得た、以下に3種類のセルに対す
るX線回折による微少領域の層構造の解析の結果を示
す。Diffraction profiles were obtained by appropriately narrowing the beam size of X-rays and increasing the counting time as necessary in order to measure the microscopic regions. The result of analysis of the layer structure is shown.
【0179】〈素子2−2での結果〉P1領域において
は、図9のX線回折プロファイル11及び12に示すよ
うに0°近傍に単一のピークが得られ、クラークやラガ
ウェルのJapan Display ’86.198
6,P456〜458等の記載を考慮すればスメクチッ
ク液晶層の構造が完全なブックシェルフ構造であること
が確認された。P2領域では、図10のX線回折プロフ
ァイル13及び14に示すように、シェブロン構造に起
因する二本のピークが得られ、プロファイルから求めら
れる層の傾斜角δは層間隔の温度特性から計算される値
にほぼ一致した。また、P2領域では、明瞭ではないが
ジクザク欠陥のような微小欠陥が多く観察され、X線の
回折ピークが全体的にブロードとなることが多いことか
ら、P2領域では層構造の折れ曲がり方向が異なるシェ
ブロン層構造が混在した状態であることが判断された。<Results of Element 2-2> In the P1 region, a single peak was obtained in the vicinity of 0 ° as shown in X-ray diffraction profiles 11 and 12 of FIG. 9, and Clark and Rawell's Japan Display 'were observed. 86.198
6, it was confirmed that the structure of the smectic liquid crystal layer was a complete bookshelf structure. In the P2 region, as shown in X-ray diffraction profiles 13 and 14 in FIG. 10, two peaks due to the chevron structure are obtained, and the inclination angle δ of the layer obtained from the profile is calculated from the temperature characteristics of the layer spacing. It almost agrees with the value. In addition, in the P2 region, many small defects such as zigzag defects are observed, though they are not clear, and the X-ray diffraction peak is often broad as a whole. Therefore, the bending direction of the layer structure is different in the P2 region. It was determined that the chevron layer structure was mixed.
【0180】〈素子3−2での結果〉P1領域において
は、図11に示すX線回折プロファイルのように2本の
ピークが得られたが、このプロファイルから求められる
スメクチック液晶層の傾斜角δは層間隔の温度特性から
計算される値に比べて著しく小さい傾斜角δをもつ。P
2領域では、図12に示すように、X線回折プロファイ
ル15及び16では、シェブロン構造に起因する二本の
ピークが得られ、プロファイルから求められる層の傾斜
角δは層間隔の温度特性から計算される値にほぼ一致し
た。また、素子2−2と同様に、P2領域では、明瞭で
はないがジクザク欠陥のような微小な欠陥が多く観察さ
れ、X線の回折ピークが全体的にブロードとなることが
多いことから、P2領域では層構造の折れ曲がり方向が
異なるシェブロン層構造が混在した状態であると考えら
れる。<Results in Element 3-2> Two peaks were obtained in the P1 region as shown in the X-ray diffraction profile in FIG. 11. The tilt angle δ of the smectic liquid crystal layer obtained from this profile was obtained. Has an inclination angle δ that is significantly smaller than the value calculated from the temperature characteristics of the layer spacing. P
In the two regions, as shown in FIG. 12, two peaks due to the chevron structure are obtained in X-ray diffraction profiles 15 and 16, and the inclination angle δ of the layer obtained from the profile is calculated from the temperature characteristics of the layer spacing. It almost agreed with the value. Further, similar to the element 2-2, many small defects such as zigzag defects are observed in the P2 region, although they are not clear, and the X-ray diffraction peak is often broad as a whole. In the region, it is considered that the chevron layer structure having different bending directions of the layer structure is mixed.
【0181】〈素子4−2での結果〉この素子におい
て、測定可能な面積(数ミクロン□以上)に達するよう
な、微小な配向欠陥が観察されない領域P1領域が認め
られないため、任意の2、3箇所を測定した。<Results in Element 4-2> In this element, the area P1 in which no minute alignment defect is observed, which reaches the measurable area (several microns or more), is not observed. Three points were measured.
【0182】図13に示すように、X線回折プロファイ
ル17、18ではシェブロン構造に起因する二本のピー
クが得られ、プロファイルから求められるスメクチック
液晶層の傾斜角δは層間隔の温度特性から計算される値
にほぼ一致した。As shown in FIG. 13, two peaks due to the chevron structure are obtained in the X-ray diffraction profiles 17 and 18, and the tilt angle δ of the smectic liquid crystal layer obtained from the profile is calculated from the temperature characteristics of the layer spacing. It almost agreed with the value.
【0183】また、素子2−2、3−2のP2領域と同
様に、明瞭ではないがジグザグ欠陥のような微小な欠陥
が多く観察され、X線の回折ピークが全体的にブロード
となることが多いことから、P2領域では層構造の折れ
曲がり方向が異なるシェブロン層構造が混在した状態で
あると考えられる。Further, similar to the P2 region of the elements 2-2 and 3-2, many small defects such as zigzag defects are observed, though they are not clear, and the X-ray diffraction peak becomes broad as a whole. Therefore, it is considered that the chevron layer structure having different bending directions of the layer structure is mixed in the P2 region.
【0184】以上のX線回折による微少領域の層構造の
解析から、P1領域は、完全なブックシェルフ層構造、
もしくは著しく小さいδを有するシェブロン層構造を有
する領域であること、P2領域は、ほぼ層間隔の温度特
性によって計算される値に一致したδを有するシェブロ
ン層構造、さらには層構造の折れ曲がり方向が異なるシ
ェブロン層構造が混在した状態を有する領域であると結
論出来る。From the analysis of the layer structure of the minute region by the above X-ray diffraction, the P1 region is a complete bookshelf layer structure,
Alternatively, the P2 region has a chevron layer structure having a remarkably small δ, and the P2 region has a chevron layer structure having a δ that substantially matches the value calculated by the temperature characteristic of the layer spacing, and further, the bending direction of the layer structure is different. It can be concluded that this is a region having a mixed state of chevron layer structure.
【0185】尚、本発明に関連する液晶素子のスメクチ
ック液晶層の構造について、図16(A)〜(C)を参
照して説明する。The structure of the smectic liquid crystal layer of the liquid crystal element related to the present invention will be described with reference to FIGS. 16 (A) to 16 (C).
【0186】図16(A)は、一般的なシェブロン形状
のスメクチック液晶層を有する液晶素子である。同図に
示す素子によれば、一対の基板161a及び161b間
で、基板間のほぼ中間点で屈曲したシェブロン形状であ
り、互いに屈曲方向が異なるスメクチック液晶層162
a及び162bからなる2つの領域が存在する。かかる
素子では、これらスメクチック液晶層162a及び16
2bが、同一方向に屈曲したシェブロン形状であっても
よい。FIG. 16A shows a liquid crystal element having a general chevron-shaped smectic liquid crystal layer. According to the element shown in the figure, the smectic liquid crystal layer 162 having a chevron shape bent between the pair of substrates 161a and 161b at approximately the midpoint between the substrates and having different bending directions.
There are two regions consisting of a and 162b. In such a device, these smectic liquid crystal layers 162a and 16a
2b may have a chevron shape bent in the same direction.
【0187】これに対し、図16(B)及び(C)は、
本発明にかかる液晶素子を示す。On the other hand, in FIGS. 16B and 16C,
1 shows a liquid crystal element according to the present invention.
【0188】これら図に示す素子では、一対の基板16
1a及び161b間で、基板に対して実質的に垂直であ
るブックシェルフ形状を示すようなスメクチック液晶層
163からなる領域(P1領域に相当)と、基板間のほ
ぼ中間点付近で屈曲したシェブロン形状のスメクチック
液晶層162a(162b)からなる領域(P2領域に
相当)とが素子の有効光学変調領域内で混在している。In the elements shown in these figures, the pair of substrates 16
Between 1a and 161b, a region (corresponding to P1 region) made up of a smectic liquid crystal layer 163 that exhibits a bookshelf shape that is substantially perpendicular to the substrate, and a chevron shape that is bent near the midpoint between the substrates. And a region (corresponding to the P2 region) formed of the smectic liquid crystal layer 162a (162b) are mixed in the effective optical modulation region of the device.
【0189】図16(B)及び(C)に示す素子では、
P1領域でのスメクチック液晶層163において、液晶
層の基板法線に対する傾斜角(実測値)が3度以下、な
いしは液晶層の傾斜角(実測値)が、少なくとも当該液
晶層の層間隔の温度特性に基づいた計算により得られる
層傾斜角の値より小さく、好ましくはその層傾斜角の計
算値80%より小さく範囲の値になり得る。また、P2
領域においては、シェブロン形状のスメクチック液晶層
が単一方向に屈曲したもの(図16Bの層162a)、
あるいは異なる方向に屈曲したもの(図16Bの層16
2a及び162b)になり得る。In the element shown in FIGS. 16B and 16C,
In the smectic liquid crystal layer 163 in the P1 region, the tilt angle (measured value) of the liquid crystal layer with respect to the substrate normal is 3 degrees or less, or the tilt angle (measured value) of the liquid crystal layer is at least the temperature characteristic of the layer spacing of the liquid crystal layer. The value can be in the range of less than the value of the layer inclination angle obtained by the calculation based on, preferably less than 80% of the calculated value of the layer inclination angle. Also, P2
In the region, a chevron-shaped smectic liquid crystal layer bent in a single direction (layer 162a in FIG. 16B),
Or bent in a different direction (layer 16 of FIG. 16B).
2a and 162b).
【0190】2)コントラストの測定
本発明で行ったコントラストの測定方法を説明する。ま
ず、クロスニコルに配置された偏光板間にセルを設置
し、図14に示す駆動波形(Vop=20V、1/3.
3バイアス、1/1000デューティ)を印加する。次
にパルス幅を変化させ、双安定反転の閾値のパルス幅に
おいて、駆動時の最暗透過光強度が得られる角度に素子
を回転し、そのときの透過光強度Ib、その配置におい
て液晶分子が反転したときの透過光強度Iwをフォトデ
ィテクターで検出しその比(C/R=Iw/Ib)をコ
ントラストの評価値とした。2) Measurement of Contrast The method of measuring the contrast performed in the present invention will be described. First, a cell is installed between the polarizing plates arranged in crossed Nicols, and the drive waveform (Vop = 20V, 1/3.
3 bias, 1/1000 duty) is applied. Next, the pulse width is changed, and the element is rotated at an angle at which the darkest transmitted light intensity at the time of driving is obtained within the threshold pulse width of the bistable inversion, and the transmitted light intensity Ib at that time, the liquid crystal molecules The transmitted light intensity Iw when inverted was detected by a photodetector, and the ratio (C / R = Iw / Ib) was taken as the contrast evaluation value.
【0191】さらに例では光源の光を絞ることによって
P1、P2領域のそれぞれに対してコントラスト測定を
行った。下記表2に示すように、P1領域の方がコント
ラストが高い値が得られた。P1とP2の両領域を含ん
だ状態での総合的なコントラストもP1領域の影響を受
け、特にP1領域の面積比の大きい素子1、2、3で
は、他の素子に比べて大きな値を示した。Further, in the example, the contrast measurement was performed on each of the P1 and P2 regions by narrowing the light from the light source. As shown in Table 2 below, a higher contrast value was obtained in the P1 region. The overall contrast in a state including both P1 and P2 regions is also affected by the P1 region, and particularly in the elements 1, 2 and 3 having a large area ratio of the P1 region, a larger value is shown than other elements. It was
【0192】3)M2マージンの測定
上述したコントラストの測定と同様な駆動波形(図1
4:Vop20V、1/3.3バイアス、1/1000
デューティ)を用いて、M2マージンの測定を行った。
印加パルス波形の長さΔtを変化させながら暗状態と明
状態をそれぞれ書き込み、明、暗それぞれの状態を書き
込める印加パルス波形の長さΔtの範囲が図15の様に
なった場合、M2=(Δt2−Δt1)/(Δt2+Δ
t1)である。3) Measurement of M2 margin Driving waveform similar to the above-mentioned measurement of contrast (see FIG. 1).
4: Vop20V, 1 / 3.3 bias, 1/1000
The duty was used to measure the M2 margin.
When the dark state and the bright state are written while changing the length Δt of the applied pulse waveform, and the range of the length Δt of the applied pulse waveform in which each of the bright and dark states can be written is as shown in FIG. 15, M2 = ( Δt2-Δt1) / (Δt2 + Δ
t1).
【0193】その際、P1とP2領域のそれぞれに対し
てM2マージンを測定した。また、P1とP2の両領域
を含んだ状態での総合的なM2マージンの測定も行っ
た。第2表に示すように、P1領域の方がP2領域より
M2が大きい値が得られた。P1とP2の両領域を含ん
だ状態での総合的なコントラストもP1領域の影響を受
け、P1領域の面積比の大きい素子は、他の素子に比べ
て大きな値を示した。At that time, the M2 margin was measured for each of the P1 and P2 regions. In addition, a comprehensive M2 margin measurement was performed in a state including both P1 and P2 regions. As shown in Table 2, the value of M2 was larger in the P1 region than in the P2 region. The overall contrast in a state including both P1 and P2 regions was also influenced by the P1 region, and the element having a large area ratio of the P1 region showed a larger value than other elements.
【0194】上述した結果を、下記第2表にまとめて示
す。The above results are summarized in Table 2 below.
【0195】[0195]
【表12】 [Table 12]
【0196】尚、上記表中の( )内の数値はP1領域
の面積が小さいため、これら特性のデータについてバラ
ツキを含むものであることを示す。The numerical values in parentheses in the above table indicate that the data of these characteristics include variations because the area of the P1 region is small.
【0197】1)〜3)の結果より、素子1〜3(特に
1、2−1、2−2、3−1、3−2、4′)において
は、ブックシェルフ層構造を有する領域、もしくは層の
傾斜角δが層間隔の温度特性から計算される値に比べて
著しく小さい値をとる領域が存在し(10%以上)これ
に起因してコントラストが高く、M2マージンの大きい
素子とすることが出来る。From the results of 1) to 3), in the elements 1 to 3 (particularly 1, 2-1, 2-2, 3-1, 3-2, 4 '), regions having a bookshelf layer structure, Alternatively, there is a region where the layer inclination angle δ is significantly smaller than the value calculated from the temperature characteristic of the layer spacing (10% or more), and as a result, the device has a high contrast and a large M2 margin. You can
【0198】(実験2)実験1で、前述したようなプロ
セスで作製した各セル(A,B−1,B−2,C−1,
C−2)と各液晶組成物(FLC−1,2)を様々に組
み合わせて、液晶素子を作製した。さらに、一度等方性
液体まで加熱し室温まで冷却する工程(再配向)を行い
該工程において、(a)電界を印加しないで冷却させる
過程もしくは、(b)スメクチックA相を示す全温度範
囲内において、±30V、1Hzの矩形波を印加しなが
ら冷却させる過程、のいずれかの徐冷条件を適用してサ
ンプル(素子)を作製し、配向状態を観察した。(Experiment 2) In Experiment 1, each cell (A, B-1, B-2, C-1,
C-2) and each liquid crystal composition (FLC-1, 2) were variously combined to prepare a liquid crystal element. Further, a step (reorientation) of once heating to an isotropic liquid and cooling to room temperature is performed, and in the step, (a) a step of cooling without applying an electric field, or (b) within a whole temperature range showing a smectic A phase In (3), a sample (element) was produced by applying any of the slow cooling conditions of the process of cooling while applying a rectangular wave of ± 30 V and 1 Hz, and the orientation state was observed.
【0199】各サンプルのセル、組成物、冷却条件、電
界印加条件の組合せを第3表に示す。Table 3 shows combinations of cells, compositions, cooling conditions, and electric field application conditions for each sample.
【0200】尚、素子12−1,12−3,14−1,
及び14−3は夫々第1表に示した素子2−1,2−
2,4−1,4−2と同様の設計となる。The elements 12-1, 12-3, 14-1,
And 14-3 are the elements 2-1 and 2- shown in Table 1, respectively.
The design is the same as 2, 4-1 and 4-2.
【0201】観察した結果、第3表に示す液晶素子にお
いて、配向欠陥が全く観察されない領域を数ミクロンか
ら数十ミクロンのエリアで認めることができた。As a result of the observation, in the liquid crystal element shown in Table 3, a region in which no alignment defect was observed could be recognized in an area of several microns to several tens of microns.
【0202】[0202]
【表13】 [Table 13]
【0203】なお、配向欠陥が全く観察されない領域を
P1領域、微小な配向欠陥が認められる領域をP2領域
とする。The region where no alignment defects are observed is referred to as P1 region, and the region where minute alignment defects are recognized is referred to as P2 region.
【0204】得られた素子に対して実験1と同様に
1)X線回折による微小領域の液晶の層構造(スメクチ
ック層の構造)の解析、(素子12−4,13−3,1
3−4,14−4)
2)コントラスト(C/R)
3)M2マージン(M2)の測定、を行った。For the obtained device, as in Experiment 1, 1) Analysis of the layer structure of liquid crystal in a minute region (structure of smectic layer) by X-ray diffraction, (Devices 12-4, 13-3, 1)
3-4, 14-4) 2) Contrast (C / R) 3) M2 margin (M2) was measured.
【0205】1)X線回折による微小領域の層構造の解
析
以下にX線回折による微小領域の層構造の解析の結果を
示す。素子12−3,14−3については、夫々前述し
た実験1における素子2−2,4−2の解析結果が該当
する。1) Analysis of Layered Structure of Minute Area by X-ray Diffraction The results of analysis of layered structure of minute area by X-ray diffraction are shown below. For the elements 12-3 and 14-3, the analysis results of the elements 2-2 and 4-2 in Experiment 1 described above apply, respectively.
【0206】〈素子12−4での結果〉素子12−4に
ついては、同じセル及び組成物を用いた素子12−3に
ついての解析結果、即ち前述した素子2−2についての
解析結果と同様の結果が得られた。具体的には、素子1
2−4については、素子12−3とP1領域及びP2領
域の面積比は異なるものの、P1領域においては、前述
した素子12−3(素子2−2)に関する図9のX線回
折プロファイル11及び12に示すように0°近傍に単
一のピークが得られ、クラークやラガウェルのJapa
n Display‘86.1986、P456〜45
8等の記載を考慮すれば層構造が完全なブックシェルフ
構造であることが確認された。一方、素子12−4のP
2領域では、前述した素子12−3(2−2)に関する
図10のX線回折プロファイル13及び14に示すよう
に、シェブロン構造に起因する二本のピークが得られ、
プロファイルから求められる層の傾斜角δは層間隔の温
度特性から計算される値にほぼ一致した。また、P2領
域では、明瞭ではないがジグザグ欠陥のような微小欠陥
が多く観察され、X線の回折ピークが全体的にブロード
となることが多いことから、P2領域では層構造の折れ
曲がり方向が異なるシェブロン層構造が混在した状態で
あることが判断された。<Results for Element 12-4> As for the element 12-4, the same analysis result as that for the element 12-3 using the same cell and composition, that is, the same as the above-mentioned analysis result for the element 2-2 was used. Results were obtained. Specifically, element 1
Regarding 2-4, although the area ratio of the element 12-3 is different from that of the P1 region and the P2 region, in the P1 region, the X-ray diffraction profile 11 and the X-ray diffraction profile 11 of FIG. As shown in Fig. 12, a single peak was obtained in the vicinity of 0 °, and Clark and Ragawell Japan
n Display '86 .1986, P456-45.
It was confirmed that the layer structure is a complete bookshelf structure in consideration of the description of 8 and the like. On the other hand, P of the element 12-4
In the 2 region, as shown in the X-ray diffraction profiles 13 and 14 of FIG. 10 relating to the element 12-3 (2-2) described above, two peaks due to the chevron structure are obtained,
The inclination angle δ of the layer obtained from the profile almost matched the value calculated from the temperature characteristics of the layer spacing. In addition, in the P2 region, many small defects such as zigzag defects are observed, though they are not clear, and the X-ray diffraction peaks are often broad as a whole. Therefore, the bending direction of the layer structure is different in the P2 region. It was determined that the chevron layer structure was mixed.
【0207】〈素子13−3,13−4での結果〉素子
13−3及び13−4はP1領域及びP2領域の面積比
は異なるものの、両素子ともP1領域においては、X線
プロファイルのように2本のピークが得られたが、この
プロファイルから求められる層の傾斜角δは層間隔の温
度特性から計算される値に比べて著しく小さい傾斜角δ
を持つ。一方、P2領域では、両素子ともX線回折プロ
ファイルでは、シェブロン構造に起因する二本のピーク
が得られ、プロファイルから求められる層の傾斜角δは
層間隔の温度特性から計算される値にほぼ一致した。ま
た、素子12−4と同様に、P2の領域では、明瞭では
ないがジグザグ欠陥の様な微小な欠陥が多く観察され、
X線の回折ピークが全体的にブロードとなることが多い
ことから、P2領域では層構造の折れ曲がり方向が異な
るシェブロン層構造が混在した状態であると考えられ
る。<Results of Devices 13-3 and 13-4> Although the devices 13-3 and 13-4 have different area ratios of the P1 region and the P2 region, both devices have the same X-ray profile in the P1 region. Although two peaks were obtained, the inclination angle δ of the layer obtained from this profile was significantly smaller than the value calculated from the temperature characteristics of the layer spacing.
have. On the other hand, in the P2 region, two peaks due to the chevron structure are obtained in both elements in the X-ray diffraction profile, and the inclination angle δ of the layer obtained from the profile is almost equal to the value calculated from the temperature characteristics of the layer spacing. Matched In addition, similar to the element 12-4, in the P2 region, many small defects such as zigzag defects are observed, although they are not clear.
Since the X-ray diffraction peak is often broad as a whole, it is considered that the chevron layer structure having different layer structure bending directions is mixed in the P2 region.
【0208】〈素子14−4での結果〉素子13−3や
素子13−4とほぼ同様に、P1領域においては、X線
プロファイルにおいて2本のピークが得られたが、この
プロファイルから求められる層の傾斜角δは層間隔の温
度特性から計算される値に比べて著しく小さい傾斜角δ
を持つ。一方、P2領域では、X線回折プロファイルに
おいて、シェブロン構造に起因する二本のピークが得ら
れ、プロファイルから求められる層の傾斜角δは層間隔
の温度特性から計算される値にほぼ一致した。また、P
2の領域では、明瞭ではないがジグザグ欠陥の様な微小
な欠陥が多く観察され、X線の回折ピークが全体的にブ
ロードとなることが多いことから、P2領域では層構造
の折れ曲がり方向が異なるシェブロン層構造が混在した
状態であると考えられる。<Results with Element 14-4> Two peaks were obtained in the X-ray profile in the P1 region, almost similarly to the elements 13-3 and 13-4. The layer inclination angle δ is significantly smaller than the value calculated from the temperature characteristics of the layer spacing.
have. On the other hand, in the P2 region, two peaks due to the chevron structure were obtained in the X-ray diffraction profile, and the inclination angle δ of the layer obtained from the profile almost matched the value calculated from the temperature characteristics of the layer spacing. Also, P
In the region 2 there are many small defects such as zigzag defects, which are not clear, but many X-ray diffraction peaks are generally broad. Therefore, the bending direction of the layer structure is different in the region P2. It is considered that the chevron layer structure is mixed.
【0209】以上のX線回折による微小領域の層構造の
解析から、上記の素子において、P1領域は、完全なブ
ックシェルフ層構造、もしくは著しく小さいδを有する
シェブロン層構造を有する領域であること、P2領域
は、ほぼ層間隔の温度特性によって計算される値に一致
したδを有するシェブロン層構造、さらには層構造の折
れ曲がり方向が異なるシェブロン層構造が混在した状態
を有する領域であると結論できる。From the above analysis of the layer structure of the minute region by X-ray diffraction, in the above device, the P1 region is a region having a complete bookshelf layer structure or a chevron layer structure having a significantly small δ, It can be concluded that the P2 region is a region in which a chevron layer structure having δ that substantially matches the value calculated by the temperature characteristic of the layer spacing and a state in which chevron layer structures having different bending directions of the layer structure are mixed.
【0210】2)コントラストの測定
上述した素子サンプルについてのコントラストの測定結
果(全領域P1領域、P2領域)を下記第4表に示す同
表に示すようにP1領域のほうがコントラストが高い値
が得られた。P1とP2の両領域を含んだ状態での総合
的なコントラストもP1領域の影響を受け、同様の処理
条件(徐冷温度及び電界印加条件)の素子の比較では特
にP1領域の面積比の大きい素子11、12、13で
は、他の素子に比べて(例えば素子11−1,12−
1,13−1は素子14−1等に比較して)大きな値を
示した。2) Contrast measurement The contrast measurement results (entire region P1 region, P2 region) of the above element sample are shown in Table 4 below. As shown in the same table, a higher contrast value was obtained in the P1 region. Was given. The overall contrast in the state of including both P1 and P2 regions is also affected by the P1 region, and in comparison of elements under similar processing conditions (slow cooling temperature and electric field application condition), the area ratio of the P1 region is particularly large. In the elements 11, 12, and 13 (compared with other elements, for example, the elements 11-1 and 12-
1, 13-1 showed a large value (compared with the element 14-1 etc.).
【0211】3)M2マージンの測定
上述した素子サンプルについてのM2マージンの測定結
果(全領域、P1領域、P2領域)を下記第4表に示す
同表に示ように、P1領域のほうがP2領域よりM2が
大きい値が得られた。P1とP2の両領域を含んだ状態
での総合的なコントラストもP1領域の影響を受け、P
1領域の面積比の大きい素子は、他の素子に比べて大き
な値を示した。3) M2 Margin Measurement The M2 margin measurement results (entire region, P1 region, P2 region) of the above-mentioned element sample are shown in Table 4 below. As shown in the same table, the P1 region is the P2 region. A larger value of M2 was obtained. The total contrast in the state of including both P1 and P2 regions is also affected by the P1 region, and P
The element having a large area ratio in one region showed a larger value than the other elements.
【0212】[0212]
【表14】 [Table 14]
【0213】尚、上記表中の( )内の数値はP1領域
の面積が小さいため、これら特性のデータにバラツキを
含むものであることを示す。The numerical values in parentheses in the above table indicate that the data of these characteristics include variations because the area of the P1 region is small.
【0214】1)〜3)の結果より、素子11−4〜1
4−4においては、素子の構成及び等方相からの冷却過
程を最適に設定することによってブックシェルフ層構造
を有する領域、もしくは層の傾斜角δが層間隔の温度特
性から計算される値に比べて著しく小さい値をとる領域
が存在する(面積比として5%〜25%程度)。そし
て、更にスメクチックA層を示す温度範囲内において電
界を印加しながら冷却することによって、ブックシェル
フ層構造を有する領域、もしくは層の傾斜角δが層間隔
の温度特性から計算される値に比べて著しく小さい値を
とる領域の面積比が飛躍的に増加する(面積比として4
0%以上)。その結果、コントラストが高く、M2マー
ジンの大きい素子とすることができる。From the results of 1) to 3), the elements 11-4 to 1
In 4-4, the region having a bookshelf layer structure or the inclination angle δ of the layer is set to a value calculated from the temperature characteristics of the layer spacing by optimally setting the element structure and the cooling process from the isotropic phase. There is a region having a remarkably small value (area ratio of about 5% to 25%). Then, by further cooling while applying an electric field within the temperature range showing the smectic A layer, the inclination angle δ of the region having the bookshelf layer structure or the layer is compared with the value calculated from the temperature characteristic of the layer spacing. The area ratio of the region with a remarkably small value increases dramatically (4 as the area ratio).
0% or more). As a result, an element having high contrast and a large M2 margin can be obtained.
【0215】[0215]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高いコントラストを実現し、かつ駆動マージンが大き
く、駆動時のコントラストの減少が抑制された液晶素
子、特にカイラルスメクチック液晶を用いた液晶素子、
並びに該素子を用いた液晶装置が提供される。As described in detail above, according to the present invention,
A liquid crystal element that realizes a high contrast, has a large driving margin, and suppresses a decrease in contrast during driving, particularly a liquid crystal element that uses a chiral smectic liquid crystal,
Further, a liquid crystal device using the element is provided.
【図1】本発明の液晶素子の構造の一例を示す断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a structure of a liquid crystal element of the present invention.
【図2】本発明の液晶表示装置の構成例を示すブロック
図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a liquid crystal display device of the present invention.
【図3】本発明で適用される表示装置とグラフィックス
コントローラとの間の画像情報通信タイミングチャート
を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a timing chart of image information communication between a display device and a graphics controller applied in the present invention.
【図4】図6に示す時系列駆動波形で実際の駆動を行っ
た際の表示パターンを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a display pattern when actual driving is performed with the time-series driving waveform shown in FIG.
【図5】マトリクス電極を配置した液晶パネルの平面図
である。FIG. 5 is a plan view of a liquid crystal panel in which matrix electrodes are arranged.
【図6】本発明の液晶素子の駆動に採用される駆動波形
の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of drive waveforms used to drive the liquid crystal element of the present invention.
【図7】駆動電圧を変化させた際の透過率の変化を表す
線図(V−T特性図)である。FIG. 7 is a diagram (VT characteristic diagram) showing a change in transmittance when a drive voltage is changed.
【図8】本発明の実施例で使用したX線回折装置の構造
を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the structure of an X-ray diffraction apparatus used in an example of the present invention.
【図9】本発明の実施例において測定したX線回折プロ
ファイルを示すチャート図である。FIG. 9 is a chart showing an X-ray diffraction profile measured in an example of the present invention.
【図10】本発明の実施例において測定したX線回折プ
ロファイルを示すチャート図である。FIG. 10 is a chart showing an X-ray diffraction profile measured in an example of the present invention.
【図11】本発明の実施例において測定したX線回折プ
ロファイルを示すチャート図である。FIG. 11 is a chart showing an X-ray diffraction profile measured in an example of the present invention.
【図12】本発明の実施例において測定したX線回折プ
ロファイルを示すチャート図である。FIG. 12 is a chart showing an X-ray diffraction profile measured in an example of the present invention.
【図13】本発明の実施例において測定したX線回折プ
ロファイルを示すチャート図である。FIG. 13 is a chart showing an X-ray diffraction profile measured in an example of the present invention.
【図14】本発明の実施例においてコントラスト測定用
に採用した駆動波形を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing drive waveforms used for contrast measurement in an example of the present invention.
【図15】本発明における駆動マージン(M2マージ
ン)を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a drive margin (M2 margin) in the present invention.
【図16】(A)〜(C)は本発明の関連する液晶素子
のスメクチック液晶層の構造について模式的に説明する
ための図。16A to 16C are views for schematically explaining the structure of the smectic liquid crystal layer of the liquid crystal element related to the invention.
1 液晶 2 基板 3 透明電極 4 配向制御層 5 スペーサー 8 偏光版 9 光源 101 液晶表示装置 102 グラフィックコントローラー 103 表示パネル 104 走査線駆動回路 105 情報線駆動回路 106 デコーダ 107 走査線信号発生回路 108 シフトレジスタ 109 ラインメモリ 110 情報信号発生回路 111 駆動制御回路 112 GCPU 113 ホストCPU 114 VRAM 1 liquid crystal 2 substrates 3 transparent electrodes 4 Alignment control layer 5 spacers 8 Polarized plate 9 light sources 101 liquid crystal display device 102 graphic controller 103 display panel 104 scanning line drive circuit 105 information line drive circuit 106 decoder 107 scanning line signal generation circuit 108 shift register 109 line memory 110 Information signal generation circuit 111 Drive control circuit 112 GCPU 113 Host CPU 114 VRAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅尾 恭史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 羽生 由紀夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山田 修嗣 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 宮田 浩克 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−222930(JP,A) 特開 平6−167711(JP,A) 特開 平2−142753(JP,A) 特開 昭62−92918(JP,A) 特開 昭62−173433(JP,A) 特開 平3−92824(JP,A) 特開 平4−296821(JP,A) 特表 平7−506368(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kyoji Asao 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yukio Hanyu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Incorporated (72) Inventor Shuji Yamada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hirokatsu Miyata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-2-222930 (JP, A) JP-A-6-167711 (JP, A) JP-A-2-142753 (JP, A) JP-A-62-92918 (JP, A) Kai 62-173433 (JP, A) JP 3-92824 (JP, A) JP 4-296821 (JP, A) Special Table 7-506368 (JP, A) (58) Fields investigated ( Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1337
Claims (5)
ク相を示す液晶を挟持した液晶素子の製造方法であっ
て、前記液晶を等方性液体まで加熱し、電界を印加せず
に、室温まで冷却することにより、 前記液晶部分が複数のスメクチック液晶層によって構成
され、 前記液晶部分において、スメクチック液晶層が、該液晶
層の層間隔の温度特性に基づいて計算される、基板法線
に対する傾斜角の値に対応した傾斜角をもってシェブロ
ン形状で存在する領域、及びスメクチック液晶層が、該
液晶層の層間隔の温度特性に基づいて計算された基板法
線に対する傾斜角の値に比べてより小さい傾斜角をもっ
て存在する領域を混在させることを特徴とする液晶素子
の製造方法。1. A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein a liquid crystal exhibiting a smectic phase is sandwiched between a pair of substrates provided with electrodes, wherein the liquid crystal is heated to an isotropic liquid without applying an electric field to room temperature. The liquid crystal portion is composed of a plurality of smectic liquid crystal layers by being cooled to a temperature, and in the liquid crystal portion, the smectic liquid crystal layer is inclined with respect to the substrate normal line calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing of the liquid crystal layer. The region existing in a chevron shape with an inclination angle corresponding to the angle value and the smectic liquid crystal layer are smaller than the inclination angle value with respect to the substrate normal calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing of the liquid crystal layer. A method for manufacturing a liquid crystal element, characterized in that regions having an inclination angle are mixed.
ク相を示す液晶を挟持した液晶素子の製造方法であっ
て、前記液晶を等方性液体まで加熱し、スメクチックA
相において電界を印加しながら室温まで冷却することに
より、 前記液晶部分が複数のスメクチック液晶層によって構成
され、 前記液晶部分において、スメクチック液晶層が、該液晶
層の層間隔の温度特性に基づいて計算される、基板法線
に対する傾斜角の値に対応した傾斜角をもってシェブロ
ン形状で存在する領域、及びスメクチック液晶層が、該
液晶層の層間隔の温度特性に基づいて計算された基板法
線に対する傾斜角の値に比べてより小さい傾斜角をもっ
て存在する領域を混在させることを特徴とする液晶素子
の製造方法。2. A method of manufacturing a liquid crystal device, wherein a liquid crystal exhibiting a smectic phase is sandwiched between a pair of substrates provided with electrodes, wherein the liquid crystal is heated to an isotropic liquid, and smectic A
By cooling to room temperature while applying an electric field in the phase, the liquid crystal portion is composed of a plurality of smectic liquid crystal layers, and in the liquid crystal portion, the smectic liquid crystal layer is calculated based on the temperature characteristic of the layer spacing of the liquid crystal layer. A region having a chevron shape with an inclination angle corresponding to the value of the inclination angle with respect to the substrate normal line, and the smectic liquid crystal layer has an inclination with respect to the substrate normal line calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing of the liquid crystal layer. A method for manufacturing a liquid crystal element, characterized in that regions having an inclination angle smaller than the angle value are mixed.
て計算された基板法線に対する傾斜角の値に比べてより
小さい傾斜角をもって存在する領域が、スメクチック液
晶層が基板に対して実質的に垂直な方向にブックシェル
フ形状で存在する領域である請求項1または2に記載の
液晶素子の製造方法。3. The smectic liquid crystal layer substantially forms a region in which the smectic liquid crystal layer has an inclination angle smaller than a value of an inclination angle with respect to a substrate normal calculated based on a temperature characteristic of a layer spacing of the liquid crystal layer. 3. The method for producing a liquid crystal element according to claim 1, wherein the area is a bookshelf-shaped area in a vertical direction.
状で存在する領域において、該スメクチック液晶層の屈
曲方向が異なる複数の領域が混在することを特徴とする
請求項1乃至3のいずれかに記載の液晶素子の製造方
法。4. The liquid crystal according to claim 1, wherein in the region where the smectic liquid crystal layer exists in the chevron shape, a plurality of regions having different bending directions of the smectic liquid crystal layer are mixed. Device manufacturing method.
層間隔の温度特性に基づいて計算された基板法線に対す
る傾斜角の値に比べてより小さい傾斜角をもって存在す
る領域が、素子の光学変調領域中の面積比で10%以上
で存在することを特徴とする請求項1又は2記載の液晶
素子の製造方法。5. The optical element of the device is a region in which the smectic liquid crystal layer exists with a tilt angle smaller than a tilt angle value with respect to a substrate normal calculated based on the temperature characteristics of the layer spacing of the liquid crystal layer. 3. The method for producing a liquid crystal device according to claim 1, wherein the area ratio in the modulation region is 10% or more.
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