Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH06100752B2 - Liquid crystal element - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH06100752B2 - Liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element

Info

Publication number
JPH06100752B2
JPH06100752B2 JP60047252A JP4725285A JPH06100752B2 JP H06100752 B2 JPH06100752 B2 JP H06100752B2 JP 60047252 A JP60047252 A JP 60047252A JP 4725285 A JP4725285 A JP 4725285A JP H06100752 B2 JPH06100752 B2 JP H06100752B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
phase
chiral smectic
substrates
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP60047252A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61205919A (en
Inventor
一春 片桐
純一郎 神辺
伸二郎 岡田
和夫 吉永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP60047252A priority Critical patent/JPH06100752B2/en
Publication of JPS61205919A publication Critical patent/JPS61205919A/en
Publication of JPH06100752B2 publication Critical patent/JPH06100752B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

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

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の液晶素子としては、例えばエム・シヤツト(M.Sc
hadt)とダブリュー・ヘルフリツヒ(W.Helfrich)著
“アプライド・フイジツクス・レダーズ”(“Applied
Physics Letters")第18巻,第4号(1971年2月15日発
行),第127頁〜128頁の“ボルテージ・デイペンダント
・オプテイカル・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイス
テツド・ネマチツク・リキツド・クリスタル”(“Volt
age Depen-dent Optical Activity of a Twisted Nemat
ic Liquid Crystal")に示されたツイステツド・ネマチ
ツク(twisted nematic)液晶を用いたものが知られて
いる。このTN液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電
極構造を用いた時分割駆動の時、クロストークを発生す
る問題点があるため、画素数が制限されていた。
As a conventional liquid crystal element, for example, M.Scatter (M.Sc
hadt) and W. Helfrich, "Applied Physics Redders"("Applied
Physics Letters ") Vol. 18, No. 4, (Published February 15, 1971), pages 127-128," Voltage Day Pendant Optical Activity of a Twisted Nematic Stick Liquid Crystal ""(" Volt
age Depen-dent Optical Activity of a Twisted Nemat
ic Liquid Crystal ”) is known, which uses twisted nematic liquid crystal. This TN liquid crystal is a cross-type when using time-division driving using a matrix electrode structure with high pixel density. The number of pixels is limited because of the problem of generating talk.

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

この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク(Cl
ark)およびラガウエル(Lagerwall)により提案されて
いる(特開昭56-107216号公報、米国特許第4367924号明
細書等)。双安定性を有する液晶としては、一般に、カ
イラルスメクテイツクC相(SmC)又はH相(Sm
H)、を有する強誘電性液晶が用いられる。
The use of bistability-type liquid crystal elements is known as Clark (Cl
ark) and Lagerwall (JP-A-56-107216, US Pat. No. 4,367,924, etc.). Generally, a liquid crystal having bistability is a chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmC * ).
A ferroelectric liquid crystal having H * ) is used.

この液晶は電界に対して第1の光学的安定状態と第2の
光学安定状態からなる双安定状態を有し、従って前述の
TN型の液晶で用いられた光学変調素子とは異なり、例え
ば一方の電界ベクトルに対して第1の光学的安定状態に
液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対しては第2の光
学的安定状態に液晶が配向される。またこの型の液晶
は、加えられる電界に応答して、極めて速やかに上記2
つの安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加のない
ときはその状態を維持する性質を有する。このような性
質を利用することにより、上述した従来のTN型素子の問
題点の多くに対して、かなり本質的な改善が得られる。
この点は、本発明と関連して、以下に、更に詳細に説明
する。しかしながら、この双安定性を有する強誘電性液
晶が所定の駆動特性を発揮するためには、一対の平行基
板間に配置される液晶が、電界の印加状態とは無関係
に、上記2つの安定状態の間での変換が効果的に起るよ
うな分子配列状態にあることが必要である。例えばSmC
又はSmH相を有する強誘電性液晶については、SmC
又はSmH相を有する液晶分子層が基板面に対して垂直
で、したがって液晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列し
た領域(モノドメイン)が形成される必要がある。しか
しながら、従来の双安定性を有する強誘電性液晶素子に
おいては、このようなドメイン構造を有する液晶の配向
状態が、必ずしも満足に形成されなかったために、充分
な特性が得られなかったのが実情である。
This liquid crystal has a bistable state consisting of a first optical stable state and a second optical stable state with respect to an electric field, and therefore,
Unlike the optical modulation element used in TN type liquid crystal, for example, the liquid crystal is aligned in the first optical stable state with respect to one electric field vector and the second optical stable with respect to the other electric field vector. The liquid crystal is aligned in the state. In addition, this type of liquid crystal responds to an applied electric field very quickly in accordance with the above-mentioned 2
It has the property of taking one of the two stable states and maintaining that state when no electric field is applied. By utilizing such a property, a considerable substantial improvement can be obtained with respect to many of the problems of the above-mentioned conventional TN type element.
This will be explained in more detail below in connection with the present invention. However, in order for the ferroelectric liquid crystal having this bistability to exhibit a predetermined driving characteristic, the liquid crystal disposed between the pair of parallel substrates should have the two stable states described above regardless of the electric field application state. It is necessary that the molecular arrangement is such that the conversion between the two occurs effectively. For example SmC
* Or SmC * for ferroelectric liquid crystal having SmH * phase
Alternatively, it is necessary to form a region (monodomain) in which the liquid crystal molecular layer having the SmH * phase is perpendicular to the substrate surface, and therefore the liquid crystal molecular axes are arranged substantially parallel to the substrate surface. However, in the conventional ferroelectric liquid crystal device having bistability, the alignment state of the liquid crystal having such a domain structure was not always formed satisfactorily, so that the actual characteristics could not be obtained. Is.

たとえば、Clarkらによれば、このような配向状態を与
えるために、磁界を印加する方法、せん断力を印加する
方法、基板間に小間隔で平行なリツジ(ridge)を配列
する方法などが提案されている。しかしながら、これら
は、いずれも必ずしも満足すべき結果を与えるものでは
なかった。たとえば、磁界を印加する方法は、大規模な
装置を要求するとともに作動特性の良好な薄層セルとは
両立しがたいという難点があり、また、せん断力を印加
する方法は、セルを作成後に液晶を注入する方法と両立
しないという難点がある。又、セル内に平行なリツジを
配列する方法では、それのみによっては、安定な配向効
果を与えられない。
For example, according to Clark et al., A method of applying a magnetic field, a method of applying a shearing force, a method of arranging parallel ridges at small intervals between substrates, and the like are proposed in order to give such an orientation state. Has been done. However, none of these gave necessarily satisfactory results. For example, the method of applying a magnetic field has a drawback in that it requires a large-scale device and is incompatible with a thin layer cell having good operating characteristics. There is a drawback that it is not compatible with the method of injecting liquid crystal. In addition, the method of arranging parallel ridges in the cell cannot give a stable alignment effect by itself.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

本発明の目的は、前述した事情に鑑み、高速応答性、高
密度画素と大面積を有する表示素子、或いは高速度のシ
ヤツタスピードを有する光学シヤツター等として潜在的
な適性を有する強誘電性液晶素子において、従来問題で
あったモノドメイン形成性ないしは初期配向性を改善す
ることにより、その特性を充分に発揮させ得る強誘電性
液晶素子を提供することにある。
In view of the above-mentioned circumstances, an object of the present invention is a ferroelectric liquid crystal having potential suitability as a display element having high-speed response, high-density pixels and a large area, or an optical shutter having high shutter speed. It is an object of the present invention to provide a ferroelectric liquid crystal device capable of sufficiently exhibiting its characteristics by improving monodomain forming property or initial alignment property which has been a problem in the conventional device.

〔作用〕[Action]

本発明者らは、前述の目的に沿って研究した結果、液晶
を挟持する一対の平行基板のうち少なくとも一方の基板
の面がラビング等による一軸性配向処理効果と一対の基
板間に配置したストライプ状の側壁を有する構造部材の
配列による効果を併用するとともに、少なくともカイラ
ルスメクテイツク相を示す液晶と少なくともネマチツク
相を示す液晶とを含有した液晶組成物のスメクテイツク
相、例えばSmA(スメクテイツクA相)、カイラルスメ
クテイツク相等を該スメクテイツク相より高温側の相、
例えばコレステリツク相(カイラルネマチツク相)、ネ
マチツク相、等方相からの徐冷による相転移を用いた場
合、スメクテイツク相のモノドメインを形成することが
でき、この結果強誘電性液晶の双安定性に基づく素子の
作動と液晶層のモノドメイン性を両立し得る構造の液晶
素子が得られることを見い出した。
As a result of research conducted along the above-mentioned object, the present inventors have found that the surface of at least one of the pair of parallel substrates holding the liquid crystal has a uniaxial alignment treatment effect by rubbing or the like and a stripe arranged between the pair of substrates. With the effect of the arrangement of the structural members having a cylindrical side wall, and a smectic phase of a liquid crystal composition containing at least a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase and a liquid crystal exhibiting at least a nematic phase, for example, SmA (smectic A phase) , A chiral smectic phase, etc., on a higher temperature side than the smectic phase,
For example, when a cholesteric phase (chiral nematic phase), a nematic phase, or a phase transition by slow cooling from an isotropic phase is used, a smectic phase monodomain can be formed, which results in the bistability of the ferroelectric liquid crystal. It has been found that a liquid crystal device having a structure in which the operation of the device based on the above and the monodomain property of the liquid crystal layer are compatible can be obtained.

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

本発明の液晶素子は、前述の知見に基づくものであり、
より詳しくは、一対の平行基板間に液晶を挟持させてな
る液晶素子において、該一対の平行基板のうちの第1の
基板の液晶と接触する側の面には、それぞれ側壁を有す
る複数の構造部材がストライプ状に配置され、第2の基
板の液晶と接する側の面には、前記第1の基板上の複数
の構造部材の延長方向とほぼ平行もしくは垂直な方向の
一軸性配向処理が施されているとともに、カイラルスメ
クテイツク相を示す液晶と少なくともネマチツク相を示
す液晶とを含有した液晶組成物のスメクテイツク相を該
スメクテイツク相より高温側の相からの徐冷による相転
移により形成した点に特徴を有している。
The liquid crystal element of the present invention is based on the above findings,
More specifically, in a liquid crystal element in which liquid crystal is sandwiched between a pair of parallel substrates, a plurality of structures each having a side wall on the surface of the first substrate of the pair of parallel substrates which is in contact with the liquid crystal are provided. The members are arranged in stripes, and the surface of the second substrate in contact with the liquid crystal is subjected to uniaxial alignment treatment in a direction substantially parallel or perpendicular to the extending direction of the plurality of structural members on the first substrate. The liquid crystal composition containing a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase and a liquid crystal exhibiting at least a nematic phase has a smectic phase formed by a phase transition by slow cooling from a phase on a higher temperature side than the smectic phase. It has features.

〔実施例〕〔Example〕

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

本発明で用いる液晶は、強誘電性を有するものであっ
て、具体的にはカイラルスメクテイツクC相(SmC),
H相(SmH),I相(SmI),J相(SmJ),K相(Sm
K),G相(SmG)又はF相(SmF)を有する液晶を
用いることができる。
The liquid crystal used in the present invention has ferroelectricity, and specifically, is a chiral smectic C phase (SmC * ),
H phase (SmH * ), I phase (SmI * ), J phase (SmJ * ), K phase (Sm
A liquid crystal having K * ), G phase (SmG * ) or F phase (SmF * ) can be used.

本発明の強誘電性液晶素子で用いることができる液晶の
具体例は、下記のとおりである。
Specific examples of the liquid crystal that can be used in the ferroelectric liquid crystal device of the present invention are as follows.

本発明の液晶組成物に用いるカイラルスメクテイツク相
を示す液晶の具体例を表1に示す。一方、ネマチツク相
を示す液晶の具体例を表2に示す。
Table 1 shows specific examples of liquid crystals showing a chiral smectic phase used in the liquid crystal composition of the present invention. On the other hand, Table 2 shows specific examples of the liquid crystal exhibiting the nematic phase.

これらのカイラルスメクテイツク相を示す液晶又はネマ
チツク相を示す液晶は、それぞれ2種以上組合せて使用
することもできる。
Two or more kinds of these liquid crystals exhibiting a chiral smectic phase or liquid crystals exhibiting a nematic phase can be used in combination.

本発明で用いる液晶組成物でのカイラルスメクテイツク
相を示す液晶とネマチツク相を示す液晶の割合は、使用
する液晶の種類によって相違するが、一般的にカイラル
スメクテイツク相を示す液晶100重量部に対してネマチ
ツク相を示す液晶0.1〜50重量部、好ましくは1〜20重
量部である。
The ratio of the liquid crystal showing the chiral smectic phase and the liquid crystal showing the nematic phase in the liquid crystal composition used in the present invention is different depending on the kind of the liquid crystal used, but generally 100 weight% of the liquid crystal showing the chiral smectic phase. The amount is 0.1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, of a liquid crystal exhibiting a nematic phase.

本発明では、表1に示すカイラルスメクテイツク液晶と
しては、降温過程で等方相、スメクテイツクA相(Sm
A)およびカイラルスメクテイツク相に順次相転移を生
じる液晶、等方相、コレステリツク相、スメクテイツク
A相(SmA)、およびカイラルスメクテイツク相に順次
相転移を生じる液晶、等方相、コレステリツク相および
カイラルスメクテイツク相に順次相転移を生じる液晶を
用いることが好ましい。又、ネマチツク液晶としては、
降温過程でスメクテイツク相に相転移を生じる液晶を用
いることが好ましい。
In the present invention, as the chiral smectic liquid crystal shown in Table 1, isotropic phase, smectic A phase (Sm
A) and liquid crystals that sequentially undergo phase transitions in the chiral smectic phase, isotropic phase, cholesteric phase, smectic A phase (SmA), and liquid crystals that sequentially undergo phase transitions in chiral smectic phase, isotropic phase, cholesteric phase Further, it is preferable to use a liquid crystal that sequentially undergoes a phase transition in the chiral smectic phase. Also, for nematic liquid crystal,
It is preferable to use a liquid crystal that causes a phase transition in the smectic phase during the temperature lowering process.

これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合物
がSmC相又はSmH相となるような温度状態に保持する
為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブロ
ツク等により支持することができる。
When a device is constructed using these materials, the device is supported by a copper block with a heater embedded, if necessary, in order to keep the liquid crystal compound in a temperature state in which it is in the SmC * phase or SmH * phase. be able to.

第1図は、強誘電性液晶の動作説明の為に、セルの例を
模式的に描いたものである。21aと21bは、In2O3、SnO2
るいはITO(Indium-Tin Oxide)等の薄膜からなる透明
電極で被覆された基板(ガラス板)であり、その間に液
晶分子層22がガラス面に垂直になるよう配向したSmC
相又はSmH相の液晶が封入されている。太線で示した
線23が液晶分子を表わしており、この液晶分子23はその
分子に直交した方向に双極子モーメント(P⊥)24を有
している。基板21aと21b上の電極間に一定の閾値以上の
電圧を印加すると、液晶分子23のらせん構造がほどけ、
双極子モーメント(P⊥)24がすべて電界方向に向くよ
う、液晶分子23は配向方向を変えることができる。液晶
分子23は、細長い形状を有しており、その長軸方向と短
軸方向で屈折率異方性を示し、従って例えばガラス面の
上下に互いにクロスニコルの偏光子を置けば、電圧印加
極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子となる
ことは、容易に理解される。
FIG. 1 is a schematic drawing of an example of a cell for explaining the operation of the ferroelectric liquid crystal. 21a and 21b are substrates (glass plates) covered with a transparent electrode made of a thin film such as In 2 O 3 , SnO 2 or ITO (Indium-Tin Oxide), between which the liquid crystal molecular layer 22 is perpendicular to the glass surface. Oriented SmC *
Phase or SmH * phase liquid crystal is enclosed. A thick line 23 represents a liquid crystal molecule, and the liquid crystal molecule 23 has a dipole moment (P⊥) 24 in a direction orthogonal to the molecule. When a voltage of a certain threshold value or more is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the helical structure of the liquid crystal molecules 23 is unraveled,
The orientation of the liquid crystal molecules 23 can be changed so that all the dipole moments (P⊥) 24 are oriented in the electric field direction. The liquid crystal molecule 23 has an elongated shape and exhibits refractive index anisotropy in the major axis direction and the minor axis direction thereof. Therefore, for example, if crossed Nicols polarizers are placed above and below the glass surface, the voltage application polarity is It can be easily understood that the liquid crystal optical modulation element changes its optical characteristics depending on the situation.

本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く(例えば10μ以下)することができ
る。このように液晶層が薄くなることにしたがい、第2
図に示すように電界を印加していない状態でも液晶分子
のらせん構造がほどけ、非らせん構造を採り、その双極
子モーメントPaまたはPbは上向き(34a)又は下向き(3
4b)のどちらかの状態をとる。このようなセルに、第2
図に示す如く一定の閾値以上の極性の異る電界Ea又はEb
を電圧印加手段31aと31bにより付与すると、双極子モー
メントは、電界Ea又はEbの電界ベクトルに対応して上向
き34a又は下向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分
子は、第1の安定状態33aか或いは第2の安定状態33bの
何れか一方に配向する。
The liquid crystal cell preferably used in the liquid crystal element of the present invention can be made sufficiently thin (for example, 10 μm or less). As the liquid crystal layer becomes thinner, the second
As shown in the figure, even when no electric field is applied, the helical structure of the liquid crystal molecules unwinds and adopts a non-helical structure, the dipole moment Pa or Pb of which is upward (34a) or downward (3a).
Take either of the states of 4b). In such cells, the second
As shown in the figure, the electric field Ea or Eb with a certain polarity or more
Is applied by the voltage applying means 31a and 31b, the dipole moment is turned upward 34a or downward 34b in accordance with the electric field vector of the electric field Ea or Eb, and accordingly, the liquid crystal molecules move to the first stable state 33a. Alternatively, it is oriented in either of the second stable states 33b.

このような強誘電性を光学変調素子として用いることの
利点は、先にも述べたが2つある。
As described above, there are two advantages of using such ferroelectricity as an optical modulation element.

その第1は、応答速度が極めて速いことであり、第2は
液晶分子の配向が双安定性を有することである。第2の
点を、例えば第2図によって更に説明すると、電界Eaを
印加すると液晶分子は第1の安定状態33aに配向する
が、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向き
の電界Ebを印加すると、液晶分子は第2の安定状態33b
に配向してその分子の向きを変えるが、やはり電界を切
ってもこの状態に留っている。又、与える電界Eaが一定
の閾値を越えない限り、それぞれの配向状態にやはり維
持されている。このような応答速度の速さと、双安定性
が有効に実現されるにはセルとしては出来るだけ薄い方
が好ましい。
The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of the liquid crystal molecules has bistability. The second point will be further explained with reference to FIG. 2, for example. When an electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 33a, but this state is stable even when the electric field is cut off. When an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are in the second stable state 33b.
The molecules are oriented to change the direction of the molecules, but they remain in this state even when the electric field is cut off. Further, unless the applied electric field Ea exceeds a certain threshold value, the respective alignment states are also maintained. In order to effectively realize such a high response speed and bistability, it is preferable that the cell is as thin as possible.

この様な強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当た
って最も問題となるのは、先にも述べたように、SmC
相又はSmH相を有する層が基板面に対して垂直に配列
し且つ液晶分子が基板面に略平行に配向した、モノドメ
イン性の高いセルを形成することが困難なことであり、
この点に解決を与えることが本発明の主要な目的であ
る。
As described above, the most problematic factor in forming a device with such a liquid crystal having ferroelectricity is SmC *.
It is difficult to form a cell having a high monodomain property in which a layer having a phase or SmH * phase is arranged perpendicular to the substrate surface and liquid crystal molecules are aligned substantially parallel to the substrate surface.
It is the main purpose of the present invention to provide a solution to this point.

第3図(A)‐(C)は、本発明の液晶素子の一実施例
を示している。第3図(A)は同実施例の斜視図であ
り、第3図(B)はその側面の断面図、第3図(C)は
その正面の断面図である。但し第3図(A)において
は、液晶ならびに偏光子の図示は省略してある。
FIGS. 3A to 3C show an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 3 (A) is a perspective view of the same embodiment, FIG. 3 (B) is a side sectional view thereof, and FIG. 3 (C) is a front sectional view thereof. However, in FIG. 3 (A), the liquid crystal and the polarizer are not shown.

第3図(A)‐(C)において、ガラス板またはプラス
チツク板などからなる基板101の上に、複数の電極102か
らなる電極群(例えば走査電極群を構成)が、所定のパ
ターンにエツチング等により形成されている。更に、こ
れら電極102と交互に且つ並列する位置関係で、ストラ
イプ形状で複数配置された側壁106および107を有するス
ペーサ部材104が形成されている。
In FIGS. 3A to 3C, an electrode group (for example, a scanning electrode group) including a plurality of electrodes 102 is formed on a substrate 101 formed of a glass plate or a plastic plate in a predetermined pattern by etching or the like. It is formed by. Further, a spacer member 104 having a plurality of side walls 106 and 107 arranged in a stripe shape is formed in a positional relationship in which the electrodes 102 are alternately arranged in parallel.

さらに基板101上のスペーサ部材104形成部を除き電極10
2を覆って絶縁膜103が形成されている。
Further, the electrode 10 except for the spacer member 104 formation portion on the substrate 101
An insulating film 103 is formed so as to cover 2.

スペーサ部材104は、例えばポリビニルアルコール、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポ
リパラキシリレン、ポリエステル、ポリカーボネート、
ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラ
ミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、或
いは感光性ポリイミド、感光性ポリアミド、環化ゴム系
フオトレジスト、フエノールノボラツク系フオトレジス
ト或いは電子線フオトレジスト(ポリメチルメタクリレ
ート、エポキシ化−1,4−ポリブタジエンなど)などか
ら選択して形成することが好ましい。
The spacer member 104 is, for example, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide imide, polyester imide, polyparaxylylene, polyester, polycarbonate,
Resins such as polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, etc., or photosensitive polyimide, photosensitive polyamide, cyclized rubber photoresist, phenol novolak It is preferable to select and form a system photoresist or an electron beam photoresist (polymethyl methacrylate, epoxidized-1,4-polybutadiene, etc.).

絶縁膜103は、電極102から液晶層への電荷の注入を防止
する機能を有し、例えば一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、
酸化アルミニウム、ジルコニア、フツ化マグネシウム、
酸化セリウム、フツ化セリウム、シリコン窒化物シリコ
ン炭化物、ホウ素窒化物、などの化合物を用いて例えば
蒸着により被膜形成して得ることができる。またそれ以
外にも、例えばポリビニルアルコール、ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリパラキシレ
リン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルア
セタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミ
ド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユ
リヤ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂類の塗膜として形成
することもできる。絶縁膜103の膜厚は、材料のもつ電
荷注入防止能力と、液晶層の厚さにも依存するが、通常
50Å〜5μ、好適には、500Å〜5000Åの範囲で設定さ
れる。一方、液晶層の層厚は、液晶材料に特有の配向の
し易さと素子として要求される応答速度に依存するが、
スペーサ部材104の高さによって決定され、通常0.2μ〜
200μ、好適には、0.5μ〜10μの範囲で設定される。
又、スペーサ部材104の幅は、通常0.5μ〜50μ、好適に
は1μ〜20μの範囲で設定される。スペーサ部材104の
ピツチ(間隔)は、あまり大きすぎると液晶分子の均一
な配向性を阻害し、一方、あまり小さ過ぎると液晶光学
素子としての有効面積の減少を招く。この為、通常10μ
〜2mm、好適には、50〜700μの範囲でピツチが設定され
る。
The insulating film 103 has a function of preventing injection of charges from the electrode 102 into the liquid crystal layer, and for example, silicon monoxide, silicon dioxide,
Aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride,
It can be obtained by using a compound such as cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, or boron nitride to form a film by vapor deposition. In addition to them, for example, polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide imide, polyester imide, polyparaxylelin, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin. It can also be formed as a coating film of resin such as acrylic resin. The thickness of the insulating film 103 depends on the charge injection preventing ability of the material and the thickness of the liquid crystal layer, but is usually
It is set in the range of 50Å to 5μ, preferably 500Å to 5000Å. On the other hand, the layer thickness of the liquid crystal layer depends on the ease of orientation peculiar to the liquid crystal material and the response speed required for the element.
Determined by the height of the spacer member 104, usually 0.2μ ~
It is set to 200μ, preferably 0.5μ to 10μ.
The width of the spacer member 104 is usually set in the range of 0.5 μ to 50 μ, preferably 1 μ to 20 μ. If the pitch (space) of the spacer member 104 is too large, it hinders the uniform alignment of the liquid crystal molecules, while if it is too small, the effective area of the liquid crystal optical element is reduced. Therefore, usually 10μ
The pitch is set in the range of ˜2 mm, preferably 50 to 700 μ.

これらスペーサ部材104は、例えばスクリーン印刷等の
各種印刷法、或いは、より好ましくはフオトリソグラフ
イー、電子線リソグラフイー等の技術により所定のパタ
ーンならびに寸法に形成される。
These spacer members 104 are formed in a predetermined pattern and dimensions by various printing methods such as screen printing, or more preferably by techniques such as photolithography and electron beam lithography.

本発明の液晶素子は、上記のようにして処理された基板
101と平行に重ね合されたもう一方の基板110を備えてお
り、この基板110の上には複数の電極(たとえば信号電
極)111からなる電極群と、更にその上に絶縁膜112が形
成されている。複数の(信号)電極111と、もう一方の
複数の(走査)電極102は、マトリクス構造で配線され
ることができる。基板110上の絶縁膜112は、前述の絶縁
膜103と同様に液晶層105に流れる電流の発生を防止する
ものであり、前述の絶縁膜103と同様の物質によって被
膜形成される。本発明に従い、この基板101の絶縁膜112
のなす平面113には一軸配向性処理を行ない、その配向
方向を、前記基板101上のスペーサ部材104の延長方向と
ほぼ平行(すなわち、これら二方向のなす角度をθとし
て、好ましくは0°≦θ<15°)または直交(好ましく
は、80°<θ<100°)させる。この際、これら二方向
のなす角度θを直交した場合の液晶セルは、角度θを平
行とした場合の液晶セルと比較して配向欠陥を生じる傾
向が大きく、特に一軸性配向処理として下述のラビング
処理を適用した場合では角度θを平行とした液晶セルの
方が角度θを直交とした液晶セルに較べ配向欠陥のない
モノドメインを形成することができる。本発明者等の研
究によれば、このような平行または直交関係が満たされ
ないと、スペーサのエツジ部分で液晶分子の配向が乱れ
たり、記憶作用を有するセルにおいては、双安定状態間
でのスイツチングがうまく行なわれない現象が生じる。
但し上記したθの範囲表現からもわかるように、15°程
度までのずれは実用上問題ない。このような一軸配向性
処理は、TN型液晶セルについてよく知られているよう
に、絶縁膜112をビロード、布または紙などによりラビ
ング処理するか、或いは絶縁膜112の斜め蒸着法により
達成することができる。
The liquid crystal element of the present invention is a substrate processed as described above.
Another substrate 110 stacked in parallel with 101 is provided, on which an electrode group consisting of a plurality of electrodes (for example, signal electrodes) 111 and an insulating film 112 are further formed. ing. The plurality of (signal) electrodes 111 and the other plurality of (scanning) electrodes 102 can be wired in a matrix structure. The insulating film 112 on the substrate 110 is for preventing generation of a current flowing through the liquid crystal layer 105 like the above-described insulating film 103, and is formed of the same material as the above-described insulating film 103. According to the present invention, the insulating film 112 of this substrate 101
The plane 113 formed by is subjected to uniaxial orientation treatment, and its orientation direction is substantially parallel to the extension direction of the spacer member 104 on the substrate 101 (that is, the angle between these two directions is θ, preferably 0 ° ≦ θ <15 °) or orthogonal (preferably 80 ° <θ <100 °). At this time, the liquid crystal cell in which the angle θ formed by these two directions is orthogonal is more likely to cause alignment defects than the liquid crystal cell in which the angle θ is parallel. When the rubbing treatment is applied, the liquid crystal cell having the parallel angle θ can form a monodomain having no alignment defect as compared with the liquid crystal cell having the orthogonal angle θ. According to the study by the present inventors, if such a parallel or orthogonal relationship is not satisfied, the alignment of liquid crystal molecules is disturbed at the edge portion of the spacer, and in a cell having a memory effect, switching between bistable states is performed. The phenomenon that is not performed well occurs.
However, as can be seen from the above expression of the range of θ, the deviation up to about 15 ° causes no practical problem. Such uniaxial orientation treatment is accomplished by rubbing the insulating film 112 with velvet, cloth or paper, or by oblique vapor deposition of the insulating film 112, as is well known for TN liquid crystal cells. You can

なお上記したような一軸配向性処理は、基本的には基板
101については行なう必要はないが、基板101についても
行なうことができ、この際は、スペーサ部材104の延長
方向とほぼ平行または直交する一軸配向性処理後に、絶
縁膜103を蒸着により形成するか、或いは絶縁膜103の形
成後に一軸配向性処理を行ない、その後に絶縁膜103の
なす面108の配向処理効果を選択的に除くことにより、
スペース部材104の側壁106および107に選択的に配向処
理効果を付与することが、得られる液晶素子の応答速度
を速くする為に望ましい。
The uniaxial orientation treatment as described above is basically applied to the substrate.
It is not necessary to perform the step 101, but the step can also be performed on the substrate 101. In this case, after the uniaxial orientation process that is substantially parallel or orthogonal to the extension direction of the spacer member 104, the insulating film 103 is formed by vapor deposition, Alternatively, by performing a uniaxial orientation treatment after forming the insulating film 103, and then selectively removing the orientation treatment effect of the surface 108 formed by the insulating film 103,
It is desirable to selectively impart the alignment treatment effect to the sidewalls 106 and 107 of the space member 104 in order to increase the response speed of the obtained liquid crystal element.

本発明の液晶素子には、一対の平行基板101と110の両
側、すなわち基板101と110を挟む一対の偏光手段(偏光
子114と検光子115)を用いることができる。偏光子114
と検光子115としては、通常の偏光板、偏光膜や偏光ビ
ームスプリツターを用いることができ、この際、この偏
光手段をクロスニコル状態又はパラレルニコル状態で、
配置することが可能である。
In the liquid crystal element of the present invention, a pair of polarizing means (polarizer 114 and analyzer 115) sandwiching the substrates 101 and 110 on both sides of the pair of parallel substrates 101 and 110 can be used. Polarizer 114
As the analyzer 115, an ordinary polarizing plate, a polarizing film or a polarizing beam splitter can be used. At this time, the polarizing means is in a crossed Nicol state or a parallel Nicol state,
It is possible to arrange.

本発明の液晶素子は、一対の平行基板を上記したスペー
サ部材の延長方向と一軸性配向処理方向の相互関係を満
たすように固定し、それらの周辺をエポキシ系接着剤や
低融点ガラスで封止した後、強誘電性液晶を封入し等方
(isotropic)相にまで加熱した状態より、精密に温度
コントロールし乍ら徐冷することによって、得ることが
できる。
In the liquid crystal device of the present invention, a pair of parallel substrates are fixed so as to satisfy the mutual relationship between the extension direction of the spacer member and the uniaxial alignment treatment direction, and the periphery thereof is sealed with an epoxy adhesive or a low melting point glass. After that, a ferroelectric liquid crystal is enclosed and heated to an isotropic phase, and then the temperature is precisely controlled and gradually cooled.

上記においては、本発明の液晶素子を、その好ましい一
実施例に基づいて説明した。しかしながら本発明の範囲
内で、上記実施例を種々変形することができることは、
容易に理解できよう。たとえば、上記例においてスペー
サ部材104として説明した部材は、液晶に対して必要な
壁効果を及ぼすための側壁を有するならば、一対の平行
基板の両方に接触してスペーサ部材としても機能するも
のでなくてもよい。但し上述の例からも分る通り、スペ
ーサ部材は好ましい構造部材の例であり、又、スペーサ
部材104が直線に沿って、ドツト状に配置した変形スト
ライプ状スペーサとすることも可能である。また、電極
は上記した単純ストライプ状のマトリクス電極に限ら
ず、他の形状、例えば7セグメント構造の電極配線で形
成されていてもよい。
In the above, the liquid crystal element of the present invention has been described based on a preferred embodiment thereof. However, within the scope of the present invention, various modifications can be made to the above embodiment,
Easy to understand. For example, if the member described as the spacer member 104 in the above example has a side wall for exerting a necessary wall effect on the liquid crystal, it can also function as a spacer member by contacting both of the pair of parallel substrates. You don't have to. However, as can be seen from the above example, the spacer member is an example of a preferable structural member, and the spacer member 104 may be a deformed striped spacer arranged in a dot shape along a straight line. In addition, the electrodes are not limited to the above-mentioned simple striped matrix electrodes, but may be formed in other shapes, for example, electrode wirings having a 7-segment structure.

以下、本発明の光学変調素子の具体的な製造例を説明す
る。
Hereinafter, specific manufacturing examples of the optical modulation element of the present invention will be described.

実施例1 一対のITOからなるストライプ状のパターン電極が形成
された基板の一方に、ポリイミド膜を1500Å程度の膜厚
で形成し、一方向にラビング処理した(A基板)。
Example 1 A polyimide film having a film thickness of about 1500 Å was formed on one side of a substrate on which a pair of ITO-shaped striped pattern electrodes were formed, and rubbed in one direction (A substrate).

また、他方の基板にはポリイミド膜を2μmの膜厚で形
成し、フォトエッチングにより、200μm間隔で巾20μ
mのストライプ状スペーサーを形成した。
On the other substrate, a polyimide film is formed with a thickness of 2 μm, and the width is 20 μm at intervals of 200 μm by photoetching.
m striped spacers were formed.

ポリイミドとしては、東レ社製SP-510を用い、そのN−
メチルピロリドン溶液をディッピングもしくはスピナー
コーティングにより塗布してポリイミド膜を形成した。
As the polyimide, SP-510 manufactured by Toray Industries, Inc. was used, and its N-
A methylpyrrolidone solution was applied by dipping or spinner coating to form a polyimide film.

エッチングは、ヒドラジン:NaOH=1:1の混合液をエッチ
ング液として、これを30℃に昇温し、ポリイミド膜を形
成した基板を3分間浸漬温し、ポリイミド膜を形成した
基板を3分間浸漬してエッチングを行なった(B基
板)。
For etching, use a mixed solution of hydrazine: NaOH = 1: 1 as an etching solution, raise the temperature to 30 ° C., immerse the substrate on which the polyimide film is formed for 3 minutes, and immerse the substrate on which the polyimide film is formed for 3 minutes. Then, etching was performed (B substrate).

以上の工程で作成した一対の電極基板を、ストライプ状
のスペーサー方向とラビング方向とをほぼ平行に一致さ
せて液晶セル組み(セル厚;2μm)し、このセル中に等
方相下の組成物Aを注入し、セルの温度を5℃/時間の
割合で徐冷することによって非らせん構造のカイラルス
メクチック液晶セルを作成した。
The pair of electrode substrates prepared in the above steps are assembled into a liquid crystal cell (cell thickness: 2 μm) by aligning the stripe-shaped spacer direction and the rubbing direction substantially parallel to each other, and the composition in the isotropic phase is placed in the cell. A was injected and the cell temperature was gradually cooled at a rate of 5 ° C./hour to prepare a non-helical chiral smectic liquid crystal cell.

この液晶セルに等方相の下記組成物Aを注入した後に、
セルの温度を5℃/時間の割合で徐冷し、SmCの液晶
セルを作成した。このSmCの液晶セルを偏光顕微鏡で
観察したところ、配向欠陥を生じていない非らせん構造
のモノドメインが形成されていることが判明した。
After injecting the following composition A having an isotropic phase into the liquid crystal cell,
The cell temperature was gradually cooled at a rate of 5 ° C./hour to prepare an SmC * liquid crystal cell. Observation of this SmC * liquid crystal cell with a polarization microscope revealed that a non-helical monodomain without alignment defects was formed.

組成物A DOBAMBC 100重量部 4−ヘキシルオキシ−4′−シアノビフエニル5重量部 実施例2〜10 前記実施例1で用いた組成物Aに代えて、下記組成物B
(実施例2)、C(実施例3)、D(実施例4)、E
(実施例5)、F(実施例6)、G(実施例7)、H
(実施例8)、I(実施例9)及びJ(実施例10)を用
いたほかは、実施例1と全く同様の方法で液晶セルを作
成し、それぞれのSmCの液晶セルを偏光顕微鏡で観察
したところ、何れの場合でも配向欠陥を生じていない非
らせん構造のモノドメインの形式が確認できた。
Composition A DOBAMBC 100 parts by weight 4-hexyloxy-4'-cyanobiphenyl 5 parts by weight Examples 2-10 Instead of the composition A used in the above Example 1, the following composition B was used.
(Example 2), C (Example 3), D (Example 4), E
(Example 5), F (Example 6), G (Example 7), H
A liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that (Example 8), I (Example 9) and J (Example 10) were used, and each SmC * liquid crystal cell was subjected to a polarization microscope. As a result, the form of the non-helical monodomain in which orientation defects did not occur was confirmed.

組成物B DOBAMBC 100重量部 トランス,トランス−4′−プロピルジシクロヘキシル
−4−カルボニトリル 1重量部 組成物C 4−(2′−メチルブチル)フエニル−4′−オクチル
オキシビフエニル−4−カルボキシレート 100重量部 トランス,トランス−4′−プロピルジシクロヘキシル
−4−カルボニトリル 1重量部 組成物D DOBAMBC 100重量部 5−n−ヘキシル−2−(4−ヘキシルオキシフエニ
ル)ピリミジン 5重量部 組成物E 4−ペンチルフエニル−4−(4″−メチルヘキシル)
ビフニエル−4′−カルボキシレート 100重量部 5−n−ヘキシル−2−(4−ヘキシルオキシフエニ
ル)ピリミジン 5重量部 組成物F 4−ヘキシルオキシフエニル−4−(2″−メチルブチ
ル)ビフエニル−4′−カルボキシレート 100重量部 5−n−ヘキシル−2−(4−ヘキシルオキシフエニ
ル)ピリミジン 5重量部 組成物G DOBAMBC 100重量部 N−(4−エトキシベンジリデン)−4−n−ヘキシル
アニリン 5重量部 組成物H DOBAMBC 100重量部 N−n−ペンチル−4′−メトキシアゾベンゼン5重量
部 組成物I DOBAMBC 100重量部 4−n−ヘキシル−4′−n−ブトキシアゾベンゼン5
重量部 組成物J DOBAMBC 100重量部 4−n−ブチルベンゾイツクアシツド−4′−n−ヘキ
シルオキシフエニルエステル 5重量部 実施例11 一対のITOからなるストライプ状のパターン電極が形成
された基板の一方に、ポリイミド膜を1500Å程度の膜厚
で形成し、一方向にラビング処理した。また他方の基板
にはポリイミド膜を2μmの膜厚で形成し、フオトエツ
チングにより、200μmピツチで巾20μmのストライプ
状スペーサを形成し、ストライプ状のスペーサの方向と
平行にラビング処理した。
Composition B DOBAMBC 100 parts by weight trans, trans-4'-propyldicyclohexyl-4-carbonitrile 1 part by weight Composition C 4- (2'-methylbutyl) phenyl-4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylate 100 Parts by weight trans, trans-4′-propyldicyclohexyl-4-carbonitrile 1 part by weight Composition D DOBAMBC 100 parts by weight 5-n-hexyl-2- (4-hexyloxyphenyl) pyrimidine 5 parts by weight Composition E 4 -Pentylphenyl-4- (4 "-methylhexyl)
Biphenyl-4'-carboxylate 100 parts by weight 5-n-hexyl-2- (4-hexyloxyphenyl) pyrimidine 5 parts by weight Composition F 4-hexyloxyphenyl-4- (2 "-methylbutyl) biphenyl- 4'-carboxylate 100 parts by weight 5-n-hexyl-2- (4-hexyloxyphenyl) pyrimidine 5 parts by weight Composition G DOBAMBC 100 parts by weight N- (4-ethoxybenzylidene) -4-n-hexylaniline 5 parts by weight Composition H DOBAMBC 100 parts by weight N-n-pentyl-4'-methoxyazobenzene 5 parts by weight Composition I DOBAMBC 100 parts by weight 4-n-hexyl-4'-n-butoxyazobenzene 5
Parts by weight Composition J DOBAMBC 100 parts by weight 4-n-butylbenzoic acid -4'-n-hexyloxyphenyl ester 5 parts by weight Example 11 Substrate on which a striped pattern electrode composed of a pair of ITO was formed On one side, a polyimide film was formed with a film thickness of about 1500 Å and rubbed in one direction. On the other substrate, a polyimide film having a thickness of 2 μm was formed, and a stripe spacer having a width of 20 μm was formed with a pitch of 200 μm by photoetching, and a rubbing treatment was performed in parallel with the direction of the stripe spacer.

ポリイミドとしては、東レ社製SP-510を用い、そのN−
メチルピロリドン溶液をデイツピングもしくはスピナー
コーテイングにより塗布してポリイミド膜形成した。
As the polyimide, SP-510 manufactured by Toray Industries, Inc. was used, and its N-
A methylpyrrolidone solution was applied by dipping or spinner coating to form a polyimide film.

エツチングは、ヒドラジン:NaOH=1:1の混合液をエツチ
ング液として、これを30℃に昇温し、ポリイミド膜を形
成した基板を3分間浸漬してエツチングを行なった。
Etching was carried out by using a mixed solution of hydrazine: NaOH = 1: 1 as an etching solution, raising the temperature to 30 ° C., and immersing the substrate on which the polyimide film was formed for 3 minutes.

以上の工程で作成した一対の電極基板を、ストライプ状
のスペーサの方向とラビング方向をほぼ平行に一致させ
て液晶セル(セル厚;2μm)を構成した。
A liquid crystal cell (cell thickness: 2 μm) was formed by aligning the pair of electrode substrates produced in the above steps with the direction of the stripe-shaped spacers and the rubbing direction substantially parallel to each other.

この液晶セルに実施例1で用いた等方相の組成物Aを注
入した後に、セルの温度を5℃/時間の割合で徐冷し、
顕微鏡で観察した処、配向欠陥を生じていない非らせん
構造のモノドメイが形成されていた。
After injecting the isotropic phase composition A used in Example 1 into this liquid crystal cell, the temperature of the cell was gradually cooled at a rate of 5 ° C./hour,
When observed under a microscope, non-helical monodomes having no alignment defect were formed.

実施例12 実施例1において、一対の基板を、それらのラビング処
理方向とストライプ状スペーサの延長方向が直交するよ
うに組合わせ、それ以外は実施例1と同様にして液晶セ
ルを構成した。
Example 12 A liquid crystal cell was constructed in the same manner as in Example 1 except that a pair of substrates was combined so that the rubbing treatment direction and the stripe spacer extension direction were orthogonal to each other.

この液晶セルを偏光顕微鏡で観察した処、ストライプ状
スペーサのエツヂ部付近に若干の配向欠陥が観察され
た。
When this liquid crystal cell was observed with a polarization microscope, some alignment defects were observed near the edge of the stripe spacer.

実施例13 一対のITOからなるストライプ状のパターン電極が形成
された基板の一方に、ポリイミド膜を1500Å程度の膜厚
で形成し、一方向にラビング処理した(A基板)。
Example 13 A polyimide film having a thickness of about 1500 Å was formed on one side of a substrate on which a pair of ITO-shaped striped pattern electrodes were formed, and rubbed in one direction (A substrate).

また、他方の基板にはポリイミド膜を2μmの膜厚で形
成し、フォトエッチングにより、200μm間隔で巾20μ
mのストライプ状スペーサーを形成した。
On the other substrate, a polyimide film is formed with a thickness of 2 μm, and the width is 20 μm at intervals of 200 μm by photoetching.
m striped spacers were formed.

ポリイミドとしては、東レ社製SP-510を用い、そのN−
メチルピロリドン溶液をディッピングもしくはスピナー
コーティングにより塗布してポリイミド膜を形成した。
As the polyimide, SP-510 manufactured by Toray Industries, Inc. was used, and its N-
A methylpyrrolidone solution was applied by dipping or spinner coating to form a polyimide film.

エッチングは、ヒドラジン:NaOH=1:1の混合液をエッチ
ング液として、これを30℃に昇温し、ポリイミド膜を形
成した基板を3分間浸漬してエッチングを行なった。つ
いで、このストライプ状スペーサーが形成されている基
板上に前述と同様のポリイミド膜を全面にわたって形成
した。ただし、この時のポリイミドの膜厚を1000Åとし
た。次いで、このポリイミド膜の表面にストライプ上ス
ペーサーの延長方向と平行方向にラビング処理を施し
た。(B″基板) 以上の工程で作成した一対の電極基板を、それぞれのラ
ビング方向が平行となるようにセル組(セル厚;2μm)
し、このセル中に等方相下の組成物Aを注入し、徐冷に
よって非らせん構造のカイラルスメクティック液晶素子
を作成した。
The etching was carried out by using a mixed solution of hydrazine: NaOH = 1: 1 as an etching solution, raising the temperature to 30 ° C., and immersing the substrate having the polyimide film formed therein for 3 minutes. Then, the same polyimide film as that described above was formed over the entire surface of the substrate on which the stripe spacers were formed. However, the film thickness of the polyimide at this time was 1000Å. Then, the surface of this polyimide film was rubbed in a direction parallel to the extension direction of the spacers on the stripe. (B ″ substrate) A cell set (cell thickness; 2 μm) is formed so that the rubbing directions of the pair of electrode substrates prepared in the above process are parallel to each other.
Then, the composition A having an isotropic phase was injected into this cell and slowly cooled to prepare a chiral smectic liquid crystal device having a non-helical structure.

この液晶セルは、他の実施例で用いた液晶セルに比較し
て数日間放置後でもSmCには配向欠陥を生じない安定
したモノドメインを形成していることが判明した。
It was found that this liquid crystal cell formed a stable monodomain that did not cause alignment defects in SmC * even after standing for several days, as compared with the liquid crystal cells used in the other examples.

さらに、この液晶素子に20Vで1mseのパルス信号を印加
して駆動させたところ、実施例1の場合と較べ、明状態
と暗状態のコントラストが大きくなることが判明した。
Further, when a pulse signal of 1 mse at 20 V was applied to this liquid crystal element to drive it, it was found that the contrast between the bright state and the dark state was large as compared with the case of Example 1.

比較例1 例1の液晶セルを作成した際のセル組み時に、一対の電
極基板を、ストライプ状スペーサの方向とラビング方向
とのなす角度θを25°に設定して、重ね合せた他は、実
施例1と同様の方法で非らせん構造のSmC液晶セルを
作成した。
Comparative Example 1 When the liquid crystal cell of Example 1 was assembled, a pair of electrode substrates were superposed except that the angle θ formed by the stripe spacer direction and the rubbing direction was set to 25 °. A non-helical SmC * liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 1.

このSmC液晶セルを例1と同様の方法で観察したとこ
ろ、ストライプ状スペーサのエツヂ付近に無数の配向欠
陥に帰因する黒すじ状態が観察され、この黒すじ体が電
極形成部を覆っており、この一対の電極間に互いに極性
の異なる2種の電極信号を印加しても、この黒すじ体が
形成されている部分では双安定性を全く示さないことが
判明した。
When this SmC * liquid crystal cell was observed in the same manner as in Example 1, black streak states due to innumerable alignment defects were observed near the edges of the stripe spacer, and the black streak covered the electrode formation part. It was found that even if two kinds of electrode signals having different polarities were applied between the pair of electrodes, no bistability was exhibited in the portion where the black streaks were formed.

比較例2 実施例13の液晶セルを作成した際に用いたストライプ状
スペーサとポリイミド膜を設けた電極基板と同一のもの
を用意し、このポリイミド膜の表面にストライプ状スペ
ーサの延長方向に対して角度25°の方向にラビング処理
を施した。
Comparative Example 2 The same striped spacer used when the liquid crystal cell of Example 13 was formed and the electrode substrate provided with the polyimide film were prepared, and the direction of extension of the striped spacer was measured on the surface of the polyimide film. A rubbing treatment was applied in the direction of an angle of 25 °.

次いで、実施例13で使用した片側の電極基板と同一のも
のを用意し、これに一方向にラビング処理を施した。
Next, the same one-sided electrode substrate used in Example 13 was prepared and rubbed in one direction.

この2枚の電極基板をそれぞれのラビング方向が平行と
なる様に重ね合せてからセル組みし、以下、例1と同様
の手順で非らせん構造のSmC液晶セルを作成してか
ら、この液晶セルを実施例1と同様の方法で観察したと
ころ、やはり比較例1と同様にデイスプレイデバイスと
しては致命的な配向欠陥が観察された。又、前述と同様
に一対の電極間に電気信号を印加したが、双安定性は全
く示していなかった。
The two electrode substrates were stacked so that the rubbing directions were parallel to each other, and then the cells were assembled, and then a non-helical SmC * liquid crystal cell was prepared by the same procedure as in Example 1, and then the liquid crystal was prepared. When the cell was observed in the same manner as in Example 1, similarly to Comparative Example 1, fatal alignment defects were observed in the display device. An electric signal was applied between the pair of electrodes as described above, but no bistability was shown.

次に、本発明の有する側壁部材が、素子の双安定性のメ
モリー性に及ぼす効果を明確化すべく、以下の2つの比
較例としての液晶素子を作成した。
Next, in order to clarify the effect of the sidewall member of the present invention on the memory property of the bistability of the device, the following two liquid crystal devices as comparative examples were produced.

比較例3 以下のような手法で側壁がないセルを準備した。実施例
で述べたように一対の基板にITOストライプ電極を配置
し、一方にはポリイミド膜を1500Åの膜厚で形成し、一
方向にラビング処理した。(A′基板)。他方の基板に
はポリイミド膜を2μmの膜厚で形成し、液晶注入口以
外の周辺端部のみを残してエッチングしてスペーサとし
た(B′基板)。
Comparative Example 3 A cell having no side wall was prepared by the following method. As described in the examples, ITO stripe electrodes were arranged on a pair of substrates, and a polyimide film was formed on one side to a thickness of 1500 Å, and rubbed in one direction. (A 'substrate). A polyimide film having a film thickness of 2 μm was formed on the other substrate, and a spacer was formed by etching, leaving only the peripheral edge portion other than the liquid crystal injection port (B ′ substrate).

以上の工程で作成した一対の電極基板を実施例2のセル
と同様にセル組した。
The pair of electrode substrates created in the above steps were assembled into cells in the same manner as the cells of Example 2.

この液晶セルに実施例1で用いた等方相の組成物Aを注
入した後、セルの温度を5℃/時間の割合で徐冷し、非
らせん構造のカイラルスメクティック液晶素子を作成し
た。
After injecting the isotropic phase composition A used in Example 1 into this liquid crystal cell, the temperature of the cell was gradually cooled at a rate of 5 ° C./hour to prepare a chiral smectic liquid crystal element having a non-helical structure.

比較例4 実施例8におけるB″基板についてストライプ状スペー
サーがセルの周辺端部のみ残るようにした以外は全く同
様に処理して組成物Aを有する液晶素子を作成した。
Comparative Example 4 A liquid crystal element having the composition A was prepared in the same manner as in Example 8 except that the stripe-shaped spacers were left only at the peripheral edges of the cell.

上記比較例3と本願発明の実施例1、および比較例4と
本願発明の実施例13とのカイラルスメクティック状態下
のセルにおける双安定性の度合いを測定すべく、以下の
ような方法を用いて評価した。
In order to measure the degree of bistability in the cells under the chiral smectic state of Comparative Example 3 and Example 1 of the present invention, and Comparative Example 4 and Example 13 of the present invention, the following method is used. evaluated.

倍率100倍の偏光顕微鏡(商品名:BH-2:オリンパス光学
工業(株)製)に、Sm状態下のセルをセットし、セル
内のA電極板の電極をグランドに接続し、B電極板の電
極に正極性パルス(電圧値=10V;パルス巾=1msec)も
しくは負極性パルス(電圧値=−10V;パルス巾=1mse
c)を印加した後の透過光量をフォトマルチプレター
(浜松ホトニクス(株)社製;商品名フォトマルチュー
ブR761)によって測定し、負極性パルス印加時の出力電
圧B2(mV)に対する正極性パルス印加時の出力電圧B
1(mV)の比B1/B2=B0を求めた。
Set the cell under the Sm * state on a polarizing microscope (BH-2: Olympus Optical Co., Ltd.) with 100x magnification, connect the electrode of the A electrode plate in the cell to the ground, and connect the B electrode. Positive polarity pulse (voltage value = 10 V; pulse width = 1 msec) or negative polarity pulse (voltage value = -10 V; pulse width = 1 mse) on the plate electrode
The amount of transmitted light after applying c) is measured with a photomultiplier (Hamamatsu Photonics KK; product name: Photomaru tube R761), and the positive pulse with respect to the output voltage B 2 (mV) when the negative pulse is applied. Output voltage B when applied
The ratio B 1 / B 2 = B 0 of 1 (mV) was obtained.

さらに、前述の負極性パルス印加後のフォトマルチプレ
ター出力電圧A2(mV)に対する正極性パルス印加後のフ
ォトマルチプレター出力電圧A1(mV)の比A1/A2=A0
求め、パルス印加時の比B0に対するパルス印加後の比A0
の比A0/B0を求めることによって双安定性の度合いを測
定した。
Further, the ratio A 1 / A 2 = A 0 of the photomultiplier output voltage A 1 (mV) after the positive pulse is applied to the photomultiplier output voltage A 2 (mV) after the negative pulse is applied, Ratio A 0 after pulse application to ratio B 0 during pulse application
The degree of bistability was measured by determining the ratio A 0 / B 0 of.

この比A0/B0が大きいものほど双安定性の度合い、すな
わち素子のメモリー性が良好であることを示す。この
際、負極性パルスを印加した時に最暗状態が生じるよう
に上述した偏光顕微鏡のクロスニコルを設定した。
The larger the ratio A 0 / B 0, the better the degree of bistability, that is, the better the memory property of the device. At this time, the crossed Nicols of the above-mentioned polarization microscope were set so that the darkest state would occur when a negative pulse was applied.

上記評価測定の結果を表(I)に示す。The results of the above evaluation measurements are shown in Table (I).

以上のように、双安定性の度合いを示すパラメーターが
大きくなるという結果が得られた。
As described above, the result that the parameter indicating the degree of bistability becomes large was obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

前記したように、本発明によれば、一対の電極基板の一
方の電極基板にストライプ状の側壁を有する構造部材
(好ましくは兼スペーサ)を形成し、他方の基板に一軸
性配向処理(例えば、ラビング)を行ない、その処理方
向を上記構造部材とほぼ平行もしくは直交する方向に規
制するとともに、液晶として少なくともカイラルスメク
テイツク相を示す液晶と少なくともネマチツク相を示す
液晶を含有した液晶組成物を用いることにより、特に欠
陥の現われやすい記憶状態においてもスペーサエツジで
の欠陥を除くことができる。
As described above, according to the present invention, a structural member (preferably also a spacer) having a stripe-shaped side wall is formed on one electrode substrate of a pair of electrode substrates, and the other substrate is uniaxially oriented (for example, Rubbing) to regulate the treatment direction to a direction substantially parallel or orthogonal to the above structural member, and use a liquid crystal composition containing at least a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase and a liquid crystal exhibiting at least a nematic phase as the liquid crystal. This makes it possible to eliminate defects in the spacer edge even in a memory state where defects are likely to appear.

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

第1図は、カイラルスメクテイツク液晶を用いた液晶素
子を模式的に示す斜視図である。第2図は、同液晶素子
の双安定性を模式的に示す斜視図である。第3図(A)
は、本発明の液晶素子の斜視図、第3図(B)はその側
断面図、第3図(C)はその正断面図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal element using a chiral smectic liquid crystal. FIG. 2 is a perspective view schematically showing bistability of the liquid crystal element. Figure 3 (A)
Is a perspective view of the liquid crystal element of the present invention, FIG. 3 (B) is a side sectional view thereof, and FIG. 3 (C) is a front sectional view thereof.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 和夫 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 (56)参考文献 特開 昭59−201021(JP,A) 特公 昭63−34453(JP,B1) Mol.Cryst.Lig.Crys t. vol.89,第328〜329頁(1982) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuo Yoshinaga 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP 59-201021 (JP, A) JPB 63 -34453 (JP, B1) Mol. Cryst. Lig. Crys t. vol. 89, pp. 328-329 (1982)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一対の基板間に液晶を配置した液晶素子に
おいて、前記一対の基板のうち一方の基板が、 高さが0.2〜200μm、 幅が0.5〜50μm、および 間隔が10μm〜2mm、 でストライプ状に配列した側壁を有する互いに平行な複
数の構造部材を有し、前記一対の基板のうちの少なくと
も一方の基板に一軸性配向処理が施されており、該一軸
性配向処理の方向と前記複数の構造部材の延長方向との
なす角θが、 0°≦θ≦15° または、80°≦θ≦100° であり、 かつ前記基板間には、カイラルスメクティック相を生じ
る第1の液晶の少なくとも一種と、ネマチック相を生じ
る第2の液晶の少なくとも一種とを含有したカイラルス
メクティック液晶が、カイラルスメクティック相におけ
るらせん構造を消滅せしめるような間隔を以て挟持され
ており、 前記カイラルスメクティック液晶は、スメクティック相
より高温側の相からネマティック相を通して降温させる
ことにより、カイラルスメクティック相へ相転移させ
て、無電界時において異なる2つの配向状態のいずれか
1つの状態に配向し、 前記カイラルスメクティック液晶を、基板面に垂直で、
前記2つの異なる配向状態の1つの状態から他の1つの
状態に転移させるのに十分な強度の電界を印加する手段
を有することを特徴とするカイラルスメクティック液晶
素子。
1. A liquid crystal device in which liquid crystal is arranged between a pair of substrates, wherein one of the pair of substrates has a height of 0.2 to 200 μm, a width of 0.5 to 50 μm, and an interval of 10 μm to 2 mm. A plurality of parallel structural members having sidewalls arranged in a stripe shape are provided, and at least one of the pair of substrates is subjected to uniaxial alignment treatment. The angle θ formed by the extension directions of the plurality of structural members is 0 ° ≦ θ ≦ 15 ° or 80 ° ≦ θ ≦ 100 °, and the first liquid crystal of the first liquid crystal that produces a chiral smectic phase is formed between the substrates. Chiral smectic liquid crystals containing at least one kind and at least one kind of second liquid crystal which produces a nematic phase are sandwiched at intervals such that the helical structure in the chiral smectic phase disappears, and The iral smectic liquid crystal undergoes a phase transition to a chiral smectic phase by lowering the temperature from a phase higher than the smectic phase through a nematic phase, and is aligned in one of two different alignment states in the absence of an electric field, The chiral smectic liquid crystal is perpendicular to the substrate surface,
A chiral smectic liquid crystal device comprising means for applying an electric field of sufficient intensity to cause transition from one of the two different alignment states to another state.
【請求項2】前記側壁の高さが、0.5〜10μmである特
許請求の範囲1記載のカイラルスメクティック液晶素
子。
2. The chiral smectic liquid crystal device according to claim 1, wherein the height of the side wall is 0.5 to 10 μm.
【請求項3】前記側壁の幅が、0.5〜10μmである特許
請求の範囲1記載のカイラルスメクティック液晶素子。
3. The chiral smectic liquid crystal device according to claim 1, wherein the width of the side wall is 0.5 to 10 μm.
【請求項4】前記側壁の間隔が、0.5〜10μmである特
許請求の範囲1記載のカイラルスメクティック液晶素
子。
4. The chiral smectic liquid crystal device according to claim 1, wherein the distance between the side walls is 0.5 to 10 μm.
JP60047252A 1985-03-08 1985-03-08 Liquid crystal element Expired - Fee Related JPH06100752B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60047252A JPH06100752B2 (en) 1985-03-08 1985-03-08 Liquid crystal element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60047252A JPH06100752B2 (en) 1985-03-08 1985-03-08 Liquid crystal element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61205919A JPS61205919A (en) 1986-09-12
JPH06100752B2 true JPH06100752B2 (en) 1994-12-12

Family

ID=12770067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60047252A Expired - Fee Related JPH06100752B2 (en) 1985-03-08 1985-03-08 Liquid crystal element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06100752B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318912A (en) * 1993-07-22 1995-12-08 Toppan Printing Co Ltd Liquid crystal panel frame, liquid crystal panel body and liquid crystal display
US5559621A (en) * 1993-07-22 1996-09-24 Toppan Printing Co., Ltd. Liquid crystal having a plurality of rectilinear barrier members
JPH09146097A (en) * 1995-11-24 1997-06-06 Sharp Corp Liquid crystal display
JP4857871B2 (en) * 2006-04-03 2012-01-18 大日本印刷株式会社 Paper container

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59201021A (en) * 1983-04-28 1984-11-14 Canon Inc Optical modulation element and its manufacture

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mol.Cryst.Lig.Cryst.vol.89,第328〜329頁(1982)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61205919A (en) 1986-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0346807B2 (en)
JPS6261931B2 (en)
JPS6334453B2 (en)
JP2767505B2 (en) Liquid crystal element
JP2647828B2 (en) Liquid crystal device manufacturing method
JPH06100752B2 (en) Liquid crystal element
JPH06100749B2 (en) Liquid crystal element
JPH06100753B2 (en) Liquid crystal element
JPH06100750B2 (en) Liquid crystal element
JPH06100754B2 (en) Liquid crystal element
JPH06100751B2 (en) Liquid crystal element
JPS6249607B2 (en)
JPS61241727A (en) liquid crystal element
JPS61208030A (en) Liquid crystal element
JPS60114824A (en) Control method of orientation of liquid crystal and element used by said method
JP2505744B2 (en) Method for manufacturing electrode substrate and optical modulation element
JPS61208031A (en) Liquid crystal element
JPS61208032A (en) liquid crystal element
JPS61208033A (en) Liquid crystal element
JPS62235928A (en) chiral smectic liquid crystal element
JPH0422493B2 (en)
JPS61208034A (en) liquid crystal element
JPS6256933A (en) Driving method for liquid crystal matrix display panel
JP2704821B2 (en) Liquid crystal element
JPH0823636B2 (en) Driving method of optical modulator

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees