JPH065343B2 - Liquid crystal element - Google Patents
Liquid crystal elementInfo
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- JPH065343B2 JPH065343B2 JP18113685A JP18113685A JPH065343B2 JP H065343 B2 JPH065343 B2 JP H065343B2 JP 18113685 A JP18113685 A JP 18113685A JP 18113685 A JP18113685 A JP 18113685A JP H065343 B2 JPH065343 B2 JP H065343B2
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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−光シャッタ等で用いる
液晶素子に関し、更に詳しくは液晶素子の初期配向じ状
態を改善することにより、表示並びに駆動特性を改善し
た液晶素子に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid crystal element used in a liquid crystal display element, a liquid crystal-optical shutter, or the like, and more specifically, by improving the initial alignment state of the liquid crystal element, The present invention also relates to a liquid crystal element having improved driving characteristics.
[開示の概要] 本明細書及び図面は電極を設けた一対の基板の間にスメ
クティック液晶を封入したセル構造を有する液晶素子に
おいて、少なくとも一方の基板上に下記一般式(I)で
示される化合物(式中、nは1〜4の整数を表わす) 一般式(I) をポリエステル系重合体のアルコール成分として含む配
向制御膜を設けることにより、均一なモノドメインのス
メクティック相を形成する技術を開示するものである。[Summary of Disclosure] The present specification and drawings show a compound represented by the following general formula (I) on at least one substrate in a liquid crystal device having a cell structure in which a smectic liquid crystal is sealed between a pair of substrates provided with electrodes. (In the formula, n represents an integer of 1 to 4) General formula (I) Disclosed is a technique for forming a uniform monodomain smectic phase by providing an orientation control film containing OH as an alcohol component of a polyester polymer.
[従来の技術] 従来、液晶素子は主にM.SchadtとW.Helfrichの「アプ
ライド・フィジクス・レターズ」(Applied Physics Let
ters)18巻4号 (1971年2月15日)P.127〜128に記載されているような
TN(Twisted Nematic)方式が採用されている。このTN方
式の配向制御を効率的に保障する方法として、ネマチッ
ク液晶の接する基板界面を、斜方蒸着によるSiO又はS
iO2や一方にラビング処理した有機樹脂、例えばポリ
イミド、ポリアミドで形成する方法が知られている。[Prior Art] Conventionally, liquid crystal devices have been mainly used in M.P. Schadt and W. Helfrich's Applied Physics Let
ters) Vol. 18 No. 4 (February 15, 1971) P.127-128
The TN (Twisted Nematic) method is adopted. As a method of efficiently ensuring the alignment control of this TN method, the substrate interface in contact with the nematic liquid crystal is SiO or S by oblique vapor deposition.
There is known a method of forming an organic resin such as polyimide or polyamide by rubbing io 2 or one side.
このTN方式には、高速応答性とメモリー効果が無いた
め、TN方式を用いて高密度画素の表示パネルを設計する
際、例えば薄膜トランジスタ(TFT)をアレイ状に配置し
たアクティブマトリクス基板を必要としている。しか
し、このようなTN液晶を用いたアクティブマトリクス駆
動方式の表示パネルでは、使用するTFTが複雑な構造を
有しているため、製造行程数が多く、高い製造コストが
ネックとなっている上に、TFTを構造している薄膜半導
体(例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン)を
広い面積に亙って被膜形成することが難しいなどの問題
点がある。Since this TN method does not have high-speed response and memory effect, when designing a high-density pixel display panel using the TN method, for example, an active matrix substrate in which thin film transistors (TFT) are arranged in an array is required. . However, in such an active matrix drive type display panel using TN liquid crystal, since the TFT used has a complicated structure, the number of manufacturing steps is large, and high manufacturing cost is a bottleneck. However, there is a problem that it is difficult to form a thin film semiconductor (for example, polysilicon or amorphous silicon) forming a TFT over a large area.
これらの問題点を解決するものとして、N.A.ClarkとS.
T.Largerwallの米国特許第4367924号明細書で提案され
ている強誘電性液晶素子が知られている。As a solution to these problems, NAClark and S.
Ferroelectric liquid crystal elements proposed in T. Largerwall U.S. Pat. No. 4,367,924 are known.
強誘電性液晶は、電界に対して第1の光学安定状態と第
2の光学安定状態からなる双安定状態を有する。従って
前述のTN型の液晶で用いられた液晶素子とは異なり、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、か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。Ferroelectric liquid crystals have a bistable state consisting of a first optical stable state and a second optical stable state with respect to an electric field. Therefore, unlike the liquid crystal element used in the above-mentioned TN type liquid crystal, for example, the liquid crystal is aligned in the first optically stable state with respect to one electric field vector and the second optical liquid crystal is oriented with respect to the other electric field vector. The liquid crystal is aligned in a stable 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.
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、この強誘電性液晶が所定の特性を発揮す
るためには、一対の平行基板間に注入される液晶が電界
の印加状態とは無関係に、上記2つの安定状態の間での
交換が効果的に起こるような分子配列状態にあることが
必要である。強誘電性液晶はカイラルスメクティック相
でその挙動を現わすが、このカイラルスメクティック相
を有する液晶分子層が基板面に対して垂直でしたがって
液晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列した領域(モノド
メイン)が形成される必要がある。しかしながら、一般
にスメクティック相の液晶はネマチック相の液晶に比べ
配向制御性や配向安定性が悪い欠点があり、充分な特性
が得られなかったのが実情である。[Problems to be Solved by the Invention] However, in order for the ferroelectric liquid crystal to exhibit a predetermined characteristic, the liquid crystal injected between the pair of parallel substrates is irrelevant to the above-mentioned 2 It is necessary that the molecular arrangement is such that the exchange between the two stable states effectively occurs. Ferroelectric liquid crystal exhibits its behavior in the chiral smectic phase, and the liquid crystal molecular layer having this chiral smectic phase is perpendicular to the substrate surface, and therefore the region where the liquid crystal molecular axes are arranged substantially parallel to the substrate surface (monodomain ) Needs to be formed. However, in general, smectic phase liquid crystals have drawbacks of poorer alignment controllability and alignment stability than nematic phase liquid crystals, and in reality, sufficient properties have not been obtained.
発明者らの実験では、特定の配向制御膜を用いることに
よって、均一なモノドメインのスメクティック相を形成
でき、強誘電性液晶の特性を発揮させ得ることが判明し
た。従って、本発明の目的は、全面に亙って均一なモノ
ドメインのスメクティック相、特に強誘電性を示すカイ
ラルスメクティックC相(SmC*)、H相(SmH*)、I相(SmI
*)、F相(SmF*)やG相(SmG*)を示す液晶を形成させる配
向制御膜を提供することにある。In the experiments conducted by the inventors, it was found that a uniform monodomain smectic phase can be formed and a characteristic of a ferroelectric liquid crystal can be exhibited by using a specific alignment control film. Therefore, an object of the present invention is to provide a smectic phase having a uniform monodomain over the entire surface, particularly a chiral smectic C phase (SmC * ), an H phase (SmH * ), and an I phase (SmI) exhibiting ferroelectricity.
The purpose of the present invention is to provide an alignment control film for forming a liquid crystal exhibiting an F phase (SmF * ) or a G phase (SmG * ).
[問題点を解決するための手段及び作用] 本発明によれば、電極を設けた一対の基板の間に液晶を
封入したセル構造を有する液晶素子において、前記一対
の基板のうち少なくとも一方の基板が次の一般式(I)
で示される化合物をポリエステル系重合体のアルコール
成分として含む配向制御膜を有することを特徴とする液
晶素子が提供される。[Means and Actions for Solving Problems] According to the present invention, in a liquid crystal element having a cell structure in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates provided with electrodes, at least one of the pair of substrates is used. Is the following general formula (I)
There is provided a liquid crystal element having an alignment control film containing the compound represented by the above as an alcohol component of a polyester polymer.
一般式(I) (式中、nは1〜4の整数を表わす) 第1図は本発明による液晶素子の一実施態様を示すもの
で、1は基板、2は該基板上に設けられた酸化インジウ
ム、酸化錫、酸化インジウム−酸化錫等の透明導電膜よ
りなる電極、3は配向制御膜、4は液晶物質を示す。General formula (I) (In the formula, n represents an integer of 1 to 4) FIG. 1 shows an embodiment of a liquid crystal element according to the present invention, in which 1 is a substrate, 2 is indium oxide or tin oxide provided on the substrate. , An electrode made of a transparent conductive film such as indium oxide-tin oxide, 3 is an alignment control film, and 4 is a liquid crystal substance.
配向制御膜3に用いるポリエステル系重合体において、
ポリエステル形成成分は、アルコールとしては一般式
(I)で示される化合物、好ましくはトリス(2-ヒドロ
キシエチル)イソシアヌレートを、また酸としては、テ
レフタル酸、イソフタル酸またはベンゾフェノンジカル
ボン酸の中から選ばれ、また互に混ぜて用いることがで
きる。In the polyester-based polymer used for the orientation control film 3,
The polyester-forming component is selected from compounds represented by general formula (I) as alcohol, preferably tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, and acid as terephthalic acid, isophthalic acid or benzophenonedicarboxylic acid. , And can be mixed with each other.
一般式(I)で示される化合物は、水酸基の総数の80当
量%までを、下記の多価アルコールによって置き換える
ことができる。In the compound represented by the general formula (I), up to 80 equivalent% of the total number of hydroxyl groups can be replaced by the following polyhydric alcohol.
多価アルコールとしては、エチレングリコール、グリセ
リン、ペンタエリトリット、1,1,1-トリメチロールエタ
ン、1,1,1-トリメチロールプロパン、ソルビット、マン
ニット、ジペンタエリトリット、ブタンジオール-1,4、
トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ペン
タンジオール1,5、ネオぺンチレングリコール、ブテン-
2−ジオール-1,4、ブチン-2−ジオール-1,4、2,2,4,4-
テトラエチル-1,3−シクロブタンジオール、ヒドロキノ
ンジベータヒドロキエチルエーテル、1,4シクロヘキサ
ンジメタノールなどがあげられる。Examples of polyhydric alcohols are ethylene glycol, glycerin, pentaerythritol, 1,1,1-trimethylolethane, 1,1,1-trimethylolpropane, sorbit, mannite, dipentaerythritol, butanediol-1, Four,
Trimethylene glycol, propylene glycol, pentanediol 1,5, neopentylene glycol, butene-
2-diol-1,4, butyne-2-diol-1,4,2,2,4,4-
Tetraethyl-1,3-cyclobutanediol, hydroquinone dibetahydroxyethyl ether, 1,4 cyclohexanedimethanol and the like can be mentioned.
また、テレフタル酸、イソフタル酸、またはベンゾフェ
ノンジカルボン酸の部分は、カルボキシル基の総数の50
当量%までを、下記の多価カルボン酸によって置き換え
ることができる。In addition, the terephthalic acid, isophthalic acid, or benzophenone dicarboxylic acid moiety is 50% of the total number of carboxyl groups.
Up to the equivalent% can be replaced by the following polycarboxylic acids.
多価カルボン酸としては、アジピン酸、オルト無水フタ
ル酸、ヘミメリト酸、トリメシン酸、トリメリト酸、コ
ハク酸、テトラクロル無水フタル酸、ヘキサクロルエン
ドメチレンテトラヒドロフタル酸、マレイン酸、セバシ
ン酸、クエン酸および下記の(イミド)−(酸)などが
あげられる。As the polycarboxylic acid, adipic acid, orthophthalic anhydride, hemmerytic acid, trimesic acid, trimellitic acid, succinic acid, tetrachlorophthalic anhydride, hexachloroendomethylenetetrahydrophthalic acid, maleic acid, sebacic acid, citric acid and the following (Imide)-(acid) and the like.
(イミド)−(酸)の形成は、酸無水物とジアミンによ
って行なわれる。酸無水物としては例えばトリメリト酸
無水物、ピロメリト酸ジアンヒドリド、ベンゾフェノン
-2,3,2′,3′−テトラカルボンジアンヒドリド、2,
3,6,7−ナフタリンジアンヒドリド、3,4,3′,4′−
ジフェニルテトラカルボンジアンヒドリドがいられる。
また、ジアミンとしては、メチレンジアニリン、ベンジ
ジン、3,3′−ジアミノジフェニル、1,4-−ジアミノナ
フタリン、p-フェニレンジアミン、α,ω−ノナメチレ
ンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4
-ジメチルヘプタメチレンジアミン-1,7、ジアミノジフ
ェニルケトン、ジアミノジフェニルケトン、ビス-(4-ア
ミノフェニル)−α,α′-p-キシレン、m−フェニレ
ンジアミン、キシレンジアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、エチレンジアミン、4,4′ジアミノジシクロヘキシ
ルメタン、ジアミノジフエニルスルホンがあげられる。The formation of (imide)-(acid) is carried out by acid anhydride and diamine. Examples of acid anhydrides include trimellitic anhydride, pyromellitic dianhydride, and benzophenone.
-2,3,2 ', 3'-tetracarboxylic dianhydride, 2,
3,6,7-Naphthalene dianhydride, 3,4,3 ', 4'-
Diphenyltetracarboxylic dianhydride is included.
As the diamine, methylene dianiline, benzidine, 3,3'-diaminodiphenyl, 1,4-diaminonaphthalene, p-phenylenediamine, α, ω-nonamethylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4 ,Four
-Dimethylheptamethylenediamine-1,7, diaminodiphenylketone, diaminodiphenylketone, bis- (4-aminophenyl) -α, α'-p-xylene, m-phenylenediamine, xylenediamine, hexamethylenediamine, ethylenediamine, Examples include 4,4′diaminodicyclohexylmethane and diaminodiphenyl sulfone.
(イミド)−(酸)はジアミン1モル量に対して、酸無
水物2モル量より形成される。例えばトリメリト酸無水
物2モルと4,4′−ジアミノジフェニルエーテルまたは
4,4′−ジアミノジフェニルメタン1モルとの反応に
より下記の(イミド)−(酸)が形成される。(Imido)-(acid) is formed from 2 moles of acid anhydride with respect to 1 mole of diamine. For example, the following (imide)-(acid) is formed by the reaction of 2 mol of trimellitic anhydride with 1 mol of 4,4'-diaminodiphenyl ether or 4,4'-diaminodiphenylmethane.
Rは-O-または-CH2- テレフタル酸、イソフタル酸およびベンゾフェノンジカ
ルボン酸は遊離酸、ハロゲン化アシルあるいはアルキル
エステルなどの形で反応に用いられる。 R is -O- or -CH 2 - terephthalic acid, isophthalic acid, and benzophenone dicarboxylic acid is used in the reaction in the form of such free acid, acyl halide or alkyl ester.
ポリエステル形成において、酸基に対してアルコール基
を過剰に用いることが好ましく、通常、酸成分のカルボ
キシル基の総数に対して、アルコール成分の水酸基の数
は1.0〜1.6倍用いられる。In the polyester formation, it is preferable to use an alcohol group in excess of the acid group, and usually, the number of hydroxyl groups in the alcohol component is 1.0 to 1.6 times the total number of carboxyl groups in the acid component.
ポリエステル形成反応に用いられる溶剤としては、N-メ
チルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルピロ
リドン、ジメチルスルホキシド、N-メチルカプロラクタ
ム、キシレン、クレゾール酸、p-クレゾール、p-m-クレ
ゾレール混合物、ジメチルスルホン、および混合溶剤が
用いられる。混合溶剤としては、例えば、N-メチルピロ
リドンとジメチルアセトアミドおよび/またはジメチル
ホルムアミドの混合物、N-メチルピロリドン−ジメチル
アセトアミド/トルエン(6:3:4)の混合物、N-メ
チルピロリドンとキシレンの混合物などが挙げられる。As the solvent used in the polyester forming reaction, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, N-methylcaprolactam, xylene, cresylic acid, p-cresol, pm-cresoler mixture, dimethyl sulfone, and a mixed solvent. Used. Examples of the mixed solvent include a mixture of N-methylpyrrolidone and dimethylacetamide and / or dimethylformamide, a mixture of N-methylpyrrolidone-dimethylacetamide / toluene (6: 3: 4), a mixture of N-methylpyrrolidone and xylene, and the like. Is mentioned.
得られたポリエステル系重合体溶液は、トルエン、キシ
レン、オクタン、デカン、ドデカン、およびテトラデカ
ンなどの脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素により希
釈させることもできる。また、メラミン−ホルムアルデ
ヒド樹脂、フェノール樹脂などを1〜5%混合して用い
ることもできる。The obtained polyester polymer solution can be diluted with an aliphatic hydrocarbon and an aromatic hydrocarbon such as toluene, xylene, octane, decane, dodecane, and tetradecane. It is also possible to mix and use 1 to 5% of a melamine-formaldehyde resin, a phenol resin or the like.
この種の一般式(I)の化合物をアルコール成分として
含むポリエステル系重合体の市販品として、「ISONEL」
(スケネクタディ・ケミカルズ・インコーポレーテッド
製)、「ISOMID」(日本触媒化学工業(株)製)などが
ある。"ISONEL" is a commercially available polyester polymer containing the compound of the general formula (I) as an alcohol component.
(Made by Schenectady Chemicals Incorporated), "ISOMID" (made by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.), etc.
これらポリエステル系重合体を含有する塗布液は透明電
極を設けた基板の上にスピンナー塗布法やスクリーン印
刷法などにより塗布され、150〜300℃の温度にて溶剤を
除去して膜とすることができる。A coating solution containing these polyester-based polymers is applied onto a substrate provided with a transparent electrode by a spinner coating method or a screen printing method, and the solvent may be removed at a temperature of 150 to 300 ° C to form a film. it can.
膜形成後、綿布等で20〜200g/cm2、好ましくは100g/cm2
付近の静圧下でラビングすることによって配向制御膜と
し、基板間に液晶物質を充填することにより液晶表示パ
ネルが得られる。この配向制御膜3の一般的な膜厚は、
100Å〜1μ、好ましくは500Å〜2000Åである。After film formation, 20 to 200 g / cm 2 cotton cloth or the like, preferably 100 g / cm 2
By rubbing under static pressure in the vicinity to form an alignment control film, and by filling a liquid crystal substance between the substrates, a liquid crystal display panel can be obtained. The general film thickness of the orientation control film 3 is
It is 100Å to 1 µ, preferably 500Å to 2000Å.
本発明で用いるスメクティック液晶としては、強誘電性
を示すものが好ましく、例えばSmC*,SmH*,SmI*,SmF*
やSmG*などのカイラルスメクティック相を有する液晶組
成物を用いることができる。As the smectic liquid crystal used in the present invention, those exhibiting ferroelectricity are preferable, for example, SmC * , SmH * , SmI * , SmF *.
A liquid crystal composition having a chiral smectic phase such as or SmG * can be used.
本発明の液晶素子に用いるカイラルスメクティック相を
示す液晶の例を下に示す。An example of a liquid crystal showing a chiral smectic phase used in the liquid crystal element of the present invention is shown below.
こえらの液晶は単独で、または2種以上を混合して用い
ても良く、あるいは他のスメクティック液晶やコレステ
ィック(カイラルネマティック)液晶と混合して用いて
も良い。 These liquid crystals may be used alone or as a mixture of two or more kinds, or may be used as a mixture with another smectic liquid crystal or a collective (chiral nematic) liquid crystal.
第2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。11aと11bは、In2O3、SnO2ある
いはITO(Indium Tin Oxide)等の薄膜からなる透明電極
で被膜された基板(ガラス板)であり、その間に液晶分
子層12がガラス面に垂直になるように配向したSmC*,Sm
H*,SmF*,SmI*やSmG*などのカイラルスメクティック相
の液晶が封入されている。太線で示した線13が液晶分子
を表わしており、液晶分子13は、電圧を印加しない状態
では、らせん構造をとっている。この液晶分子13はその
分子に直交した方向に双極子モーメント(P1)14を有
している。基板11aと11b上の電極間に一定の閾値以上の
電圧を印加すると、液晶分子13のらせん構造がほどけ、
双極子モーメント(P1)14がすべて電界方向に向くよ
うに、液晶分子13は配向方向を変えることができる。液
晶分子13は、細長い形状を有しており、その長軸方向と
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. 2 is a schematic drawing of an example of a cell for explaining the operation of the ferroelectric liquid crystal. 11a and 11b are substrates (glass plates) coated 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 12 is perpendicular to the glass surface. Oriented so that SmC * , Sm
Liquid crystals with a chiral smectic phase such as H * , SmF * , SmI * and SmG * are enclosed. A thick line 13 represents a liquid crystal molecule, and the liquid crystal molecule 13 has a helical structure when no voltage is applied. The liquid crystal molecule 13 has a dipole moment (P 1 ) 14 in the direction orthogonal to the molecule. When a voltage of a certain threshold value or more is applied between the electrodes on the substrates 11a and 11b, the helical structure of the liquid crystal molecules 13 is unraveled,
The liquid crystal molecules 13 can change the orientation direction so that all the dipole moments (P 1 ) 14 are oriented in the electric field direction. The liquid crystal molecule 13 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)することが好ましく、こ
のように液晶層が薄くなることにしたがい、第3図に示
すように電界を印加していない状態でも液晶分子のらせ
ん構造がほどけ、非らせん構造となり、その双極子モー
メントPは上向き(17a)又は下向き(17b)のどちら
かの状態をとる。このようなセルに、第3図に示す如く
一定の閾値以上の極性を異る電界Ea又はEbを電圧印
加手段19aと19b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
17a又は下向き17bと向きを変え、それに応じて液晶分
子は、第1の安定状態18aかあるいは第2の安定状態18
bの何れか一方に配向する。The liquid crystal cell used in the liquid crystal element of the present invention preferably has a sufficiently thin thickness (for example, 10 μm or less). As the liquid crystal layer becomes thin in this way, an electric field is reduced as shown in FIG. Even when the voltage is not applied, the helical structure of the liquid crystal molecule is unwound and becomes a non-helical structure, and the dipole moment P thereof is either upward (17a) or downward (17b). When an electric field Ea or Eb having a polarity equal to or greater than a certain threshold is applied to such a cell by the voltage applying means 19a and 19b, the dipole moment corresponds to the electric field vector of the electric field Ea or Eb. Then upwards
17a or downward 17b, and the liquid crystal molecule is changed to the first stable state 18a or the second stable state 18a accordingly.
Oriented to either one of b.
このような強誘電性液晶を液晶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。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。As described above, there are two advantages of using such a ferroelectric liquid crystal as a liquid crystal element. The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of the liquid crystal molecules has bistability.
第2の点を、第3図により説明すると、電界Eaを印加
すると液晶分子は第1の安定状態18aに配向するが、こ
の状態は電界を切っても安定である。また、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18b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。また、与える電界が一定の
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。The second point will be described with reference to FIG. 3. When the electric field Ea is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 18a, but this state is stable even when the electric field is cut off. When a reverse electric field Eb is applied, the liquid crystal molecules are oriented in the second stable state 18b to change the orientation of the molecules, but they remain in this state even when the electric field is cut off. Further, as long as the applied electric field does not exceed a certain threshold value, the respective alignment states are still maintained.
このような、双安定性と応答速度の速さが有効に実現さ
れるには、セルとしては出来るだけ薄い方が好ましい。In order to effectively realize such bistability and high response speed, 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
っても最も問題となるのは、先にも述べたように、Sm
C*,SmH*,SmF*,SmI* SmG*などのカイラルスメクティ
ック相を有する層が基板面に対して垂直に配列し且つ液
晶分子が基板面に略平行に配向した、モノドメイン性の
高いセルを形成することが困難なことであり、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。Even when forming an element with a liquid crystal having such a ferroelectric property, as described above, the Sm
A cell with a high monodomain property in which layers having a chiral smectic phase such as C * , SmH * , SmF * , SmI * SmG * are arranged perpendicularly to the substrate surface and liquid crystal molecules are aligned substantially parallel to the substrate surface. Is difficult to form, and it is the main purpose of the present invention to provide a solution to this point.
第4図(A)、(B)は本発明の液晶素子の一実施例を示して
いる。第4図(A)は、本発明の液晶素子の平面図で、第
4図(B)はそのA1−A2断面図である。FIGS. 4A and 4B show an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 4 (A) is a plan view of the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 4 (B) is its A 1 -A 2 sectional view.
第4図(B)で示すセル構造体100は、一対のガラス板やプ
ラスチック板基板101aと101b(片側のみをプラスチック
基板としてもよい)をスペーサ109で所定の間隔に保持
され、この一対の基板をシーリングするために接着剤11
0で接着したセル構造を有しており、さらに基板101aの
上には複数の透明電極102aからなる電極群(例えば、マ
トリクス電極構造のうちの走査電圧印加用電極群)が例
えば帯状パターンなどの所定パターンで形成されてい
る。基板101bの上には前述の透明電極102aと交差させた
複数の透明電極102bからなる電極群(例えば、マトリク
ス電極構造のうちの信号電圧印加用電極群)が形成され
ている。In the cell structure 100 shown in FIG. 4 (B), a pair of glass plates or plastic plate substrates 101a and 101b (only one side may be a plastic substrate) are held by a spacer 109 at a predetermined interval, and the pair of substrates is used. Glue for sealing 11
It has a cell structure adhered at 0, and an electrode group (for example, a scanning voltage applying electrode group in the matrix electrode structure) composed of a plurality of transparent electrodes 102a is further formed on the substrate 101a, for example, in a strip pattern. It is formed in a predetermined pattern. On the substrate 101b, an electrode group (for example, a signal voltage applying electrode group in the matrix electrode structure) including a plurality of transparent electrodes 102b intersecting the transparent electrode 102a is formed.
この基板101aと101bの上には、それぞれ前述の一般式
(I)で示される化合物を一成分としたポリエステル系
重合体を含む配向制御膜103a,103bが設けられている。
セル構造体100の中に注入された液晶層104は、上記配向
制御膜103a及び103bにより、SmC*,SmH* SmF*,SmI*
SmG*などのカイラルスメクティック相が形成される。On the substrates 101a and 101b, alignment control films 103a and 103b each containing a polyester polymer containing the compound represented by the general formula (I) as one component are provided.
The liquid crystal layer 104 injected into the cell structure 100 is SmC * , SmH * SmF * , SmI * due to the alignment control films 103a and 103b .
Chiral smectic phases such as SmG * are formed.
[実施例] 次に、本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はそ
の要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるもの
ではない。EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
実施例1 ピッチ100μmで幅62.5μmのストライプ状のITO膜を電
極として設けたガラス基板上に下記組成の溶液(イ)をス
ピナー塗布液で、1000r.p.m.5秒、3000r.p.m.25秒の
条件にて塗布し、200℃の温度で30分間、さらに250℃の
温度で90分間加熱乾燥して塗膜を形成した。Example 1 A solution (a) having the following composition was applied onto a glass substrate provided with a stripe ITO film having a pitch of 100 μm and a width of 62.5 μm as an electrode under conditions of 1000 rpm for 5 seconds and 3000 rpm for 25 seconds with a spinner coating solution. The coating was applied and heated and dried at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes and further at a temperature of 250 ° C. for 90 minutes to form a coating film.
溶液組成(イ) ISOMID RL (日本触媒化学工業(株)製) 1.0g N-メチルピロリドン 9.0g 次に、塗膜を形成した一対のガラス基板を、100g/cmの
押圧下で一方向にラビングし、このラビングした一対の
ガラス基板を上下のラビング方向が平行となる様に重ね
合せ、注入口となる個所を除いたその周辺をシーリング
した。この時の2枚のガラス基板の間隔は、1μであっ
た。Solution composition (a) ISOMID RL (manufactured by Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 1.0g N-methylpyrrolidone 9.0g Next, a pair of glass substrates with a coating film are unidirectionally rubbed under a pressure of 100g / cm. Then, the pair of rubbed glass substrates were superposed so that the upper and lower rubbing directions were parallel to each other, and the periphery thereof was sealed except for a portion serving as an injection port. The distance between the two glass substrates at this time was 1 μm.
次に、p-デシロキシベンジリデン-p′−アミノ−-2-メ
チルブチルシンナメート(DOBAMBC)を加熱して等方相と
し、上記で作製したセル内に減圧下で注入口から注入
し、注入口を封口した。このセルを徐冷によって降温さ
せ、温度を約70℃で維持させた状態で一対の偏光子をク
ロスニコル状態で設けてから顕微鏡観察したところ、モ
ノドメインの非らせん構造のSmC*が形成されている事が
確認できた。Next, p-decyloxybenzylidene-p'-amino-2-methylbutyl cinnamate (DOBAMBC) was heated to an isotropic phase, which was injected into the cell prepared above under reduced pressure from the injection port, I closed the entrance. The cell was cooled by slow cooling, and a pair of polarizers were placed in a crossed Nicol state while maintaining the temperature at about 70 ° C. Microscopic observation revealed that SmC * with a monodomain non-helical structure was formed. I was able to confirm that
実施例2 温度計、攪拌器、冷却管を備えた3の四つ口フラスこ
にテレフタル酸40gとエチレングリコール17gとトリス
(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート63gと反応触
媒ナフテン酸鉛(Pb15重量%)4gとを窒素雰囲気下で
170℃から220℃で留出物を連続的に系外に取り出しなが
ら8時間加熱攪拌後さらにテレフタル酸31gを加え、さ
らに230℃で加熱攪拌し、メタクレゾール中、固形分3
0%の粘度がガードナー粘度計でY1/2〜zになるまで
反応後メタクレゾール320gを加え40℃に冷却後テトラ
ブチルチタネート6gを加えろ過し生成物(A)を得た。Example 2 40 g of terephthalic acid, 17 g of ethylene glycol, 63 g of tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate, and 63 g of reaction catalyst lead naphthenate (Pb 15% by weight) were placed in a four-necked froth equipped with a thermometer, a stirrer, and a cooling tube. ) 4g under nitrogen atmosphere
While continuously removing the distillate from the system at 170 ° C to 220 ° C, the mixture was heated and stirred for 8 hours, 31 g of terephthalic acid was added, and the mixture was further heated and stirred at 230 ° C.
After the reaction, 320 g of metacresol was added until the viscosity of 0% became Y1 / 2 to z with a Gardner viscometer, and after cooling to 40 ° C, 6 g of tetrabutyl titanate was added and filtered to obtain a product (A).
次に、このポリエステル系重合体を用い下記組成の溶液
(ロ)を調整した。Next, using this polyester polymer, a solution having the following composition
Adjusted (b).
溶液組成(ロ) 生成物 1.5g n-メチルピロリドン 12.0g この溶液(ロ)を用いた他は、実施例1と同様の方法で液
晶素子を作成した。次いで実施例1と同様の方法で観察
したところ、モノドメインの非らせん構造のSmC*が形成
されている事が確認できた。Solution composition (ii) Product 1.5 g n-methylpyrrolidone 12.0 g A liquid crystal element was produced in the same manner as in Example 1 except that this solution (ii) was used. Then, it was confirmed by the same method as in Example 1 that SmC * having a non-helical structure of the monodomain was formed.
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、全面に亙って均一なモ
ノドメインのスメクティック相、特に強誘電性を示すカ
イラルスメクティック相が形成できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a uniform monodomain smectic phase, particularly a chiral smectic phase exhibiting ferroelectricity can be formed over the entire surface.
第1図は、本発明の液晶素子の一実施例を示す断面図で
ある。 第2図および第3図は、本発明で用いる液晶セルを表わ
す斜視図である。 第4図(A)は本発明の液晶素子の一実施例を示す平面図
であり、第4図(B)はそのA1−A2断面図である。 1,11a,11b,101a,101b:基板 2,102a,102b:電極 3,103a,103b:配向制御膜 4,104:液晶層 15:液晶分子層 16:液晶分子 17,17a,17b:双極子モーメント (17a:上向き、17b:下向き) 18a:第1の安定状態 18b:第2の安定状態 19a,19b:電圧印加手段 100:セル構造体 109:スペーサー部材 110:接着材(シール部材) 111a,11b:偏光子。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. 2 and 3 are perspective views showing a liquid crystal cell used in the present invention. FIG. 4 (A) is a plan view showing an embodiment of the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 4 (B) is a sectional view taken along line A 1 -A 2 . 1, 11a, 11b, 101a, 101b: Substrate 2, 102a, 102b: Electrode 3, 103a, 103b: Alignment control film 4, 104: Liquid crystal layer 15: Liquid crystal molecule layer 16: Liquid crystal molecule 17, 17a, 17b: Dipole Moment (17a: Upward, 17b: Downward) 18a: First stable state 18b: Second stable state 19a, 19b: Voltage applying means 100: Cell structure 109: Spacer member 110: Adhesive (seal member) 111a, 11b: Polarizer.
Claims (6)
したセル構造を有する液晶素子において、前記一対の基
板のうち少なくとも一方の基板が下記一般式(I)で示
される化合物(式中、nは1〜4の整数を表わす) 一般式(I) をポリエステル系重合体のアルコール成分として含む配
向制御膜を有することを特徴とする液晶素子。1. In a liquid crystal device having a cell structure in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates provided with electrodes, at least one of the pair of substrates is a compound represented by the following formula (I): In the formula, n represents an integer of 1 to 4) General formula (I) A liquid crystal device having an alignment control film containing as an alcohol component of a polyester polymer.
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の液晶素
子。2. The liquid crystal element according to claim 1, wherein the alignment control film is subjected to a rubbing treatment.
請求の範囲第1項記載の液晶素子。3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal is a smectic liquid crystal.
ある特許請求の範囲第3項記載の液晶素子。4. The liquid crystal device according to claim 3, wherein the smectic liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal.
ク液晶である特許請求の範囲第4項記載の液晶素子。5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the ferroelectric liquid crystal is a chiral smectic liquid crystal.
ん構造の相を形成している特許請求の範囲第5項記載の
液晶素子。6. The liquid crystal device according to claim 5, wherein the chiral smectic liquid crystal forms a phase having a non-helical structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18113685A JPH065343B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Liquid crystal element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18113685A JPH065343B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Liquid crystal element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6242123A JPS6242123A (en) | 1987-02-24 |
| JPH065343B2 true JPH065343B2 (en) | 1994-01-19 |
Family
ID=16095510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18113685A Expired - Lifetime JPH065343B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Liquid crystal element |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH065343B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529438U (en) * | 1991-09-30 | 1993-04-20 | 株式会社岡村製作所 | Drawer device |
| JP6477039B2 (en) * | 2014-12-22 | 2019-03-06 | Jsr株式会社 | Liquid crystal alignment agent, liquid crystal alignment film, and liquid crystal display element |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP18113685A patent/JPH065343B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6242123A (en) | 1987-02-24 |
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