JP2001209076A - Liquid crystal device and method of manufacturing the same - Google Patents
Liquid crystal device and method of manufacturing the sameInfo
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は液晶素子およびその
製造方法に関し、特に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の製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device and a method of manufacturing the same, and more particularly, 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 method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、TFT(Thin Film T
ransistor)等の能動素子を用いた表示素子と
して広範に用いられているネマティック液晶表示素子の
代表的な液晶モードとして、たとえばエム・シャット
(M.Schadt)とダブリュー・ヘルフリッヒ
(W.Helfrich)著“Applied Phy
sics Lettels”第18巻、第4号(197
1年2月15日発行)第127頁から128頁において
示されたツイステッドネマチック(Twisted N
ematic)モードが広く用いられている。一方最近
では、横方向電界を利用したインプレインスイッチング
(In−Plain Switching)モードや垂
直配向(Vertical Alignment)モー
ドを用いた液晶ディスプレイが発表されており、従来型
の液晶ディスプレイの欠点であった視野角特性の改善が
なされている。このように、こうしたネマティック液晶
を用いたTFT表示素子に用いるための液晶モードとし
ていくつかのモードが存在するのであるが、そのいずれ
のモードの場合にも液晶の応答速度が数十ミリ秒以上と
遅く、更なる応答速度の改善が要求されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a TFT (Thin Film T)
Typical liquid crystal modes of a nematic liquid crystal display element widely used as a display element using an active element such as a ransistor are, for example, “M. Schadt” and “W. Helfrich”. Applied Phys
sics Letters "Vol. 18, No. 4 (197
Twisted Nmatic (Twisted N) shown on pages 127 to 128
e) mode is widely used. On the other hand, recently, a liquid crystal display using an in-plane switching (In-Plane Switching) mode or a vertical alignment (Vertical Alignment) mode using a lateral electric field has been announced, and a field of view which has been a disadvantage of the conventional liquid crystal display has been announced. The angular characteristics have been improved. As described above, there are several liquid crystal modes for use in a TFT display element using such a nematic liquid crystal. In any of these modes, the response speed of the liquid crystal is several tens of milliseconds or more. Slow, further improvement in response speed is required.
【0003】このような従来型のネマティック液晶素子
の応答速度を改善するものとして、近年、カイラルスメ
クチック相を示す液晶を用いた液晶モードがいくつか提
案されている。例えば、「ショートピッチタイプの強誘
電性液晶」、「高分子安定型強誘電性液晶」、「無閾反
強誘電性液晶」などが提案されており、未だ実用化には
至っていないものの、いずれもサブミリ秒以下の高速応
答性が実現できると報告されている。In order to improve the response speed of such a conventional nematic liquid crystal device, recently, several liquid crystal modes using a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase have been proposed. For example, "short-pitch type ferroelectric liquid crystal", "polymer stable ferroelectric liquid crystal", "thresholdless antiferroelectric liquid crystal" and the like have been proposed, but although not yet commercialized, It is also reported that high-speed response of sub-millisecond or less can be realized.
【0004】一方、本発明者等は特願平10−1771
45号に記載されている素子(以下「先願1」と記す)
を発明し提案している。当該発明では、例えば、高温側
より等方性液体相(Iso.)−コレステリック相(C
h)−カイラルスメクチックC相又は等方性液体相(I
so.)−カイラルスメクチックC相を示す相系列の材
料に着目し、仮想コーンのエッジより内側の位置にて単
安定化させるようにしている。そして例えば、Ch−S
mC*相転移の際、又は等方相−SmC*相転移の際に一
対の基板間に正負いずれかのDC電圧を印加する、など
によって層方向を一方向に均一化させ、これにより高速
応答且つ階調制御が可能であり、動画質に優れた高輝度
の液晶素子が、高い量産性とともに実現しうる。そして
先願の素子は上述の各種スメクチック液晶モードと比較
して自発分極値を小さくする事ができることからTFT
等のアクティブ素子とのマッチングがよい素子となって
いる。On the other hand, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Application No. 10-1771.
Device described in No. 45 (hereinafter referred to as "prior application 1")
Has been invented and proposed. In the present invention, for example, the isotropic liquid phase (Iso.)-Cholesteric phase (C
h) -chiral smectic C phase or isotropic liquid phase (I
so. )-Focusing on a phase-series material showing a chiral smectic C phase, monostabilization is performed at a position inside the edge of the virtual cone. And, for example, Ch-S
During mC * phase transition, or isotropic phase to apply a positive or negative DC voltage between a pair of substrates upon-SmC * phase transition, to equalize the layer in one direction, such as by, thereby high-speed response In addition, a high-brightness liquid crystal element which can control gradation and has excellent moving image quality can be realized with high mass productivity. The element of the prior application can reduce the spontaneous polarization value as compared with the various smectic liquid crystal modes described above.
This is an element having good matching with active elements such as.
【0005】さらに本発明者等は特願平11−2407
30号に記載されている素子(以下「先願2」と記載)
において、先願1の素子に対してアンチパラレル(反平
行)に一軸配向処理を施し、少なくとも一方の基板のプ
レチルト角を10度以上とすることによって連続的な階
調変化、いわゆる「ドメインレススイッチング」が安定
的に実現可能であることを発明し提案している。このド
メインレススイッチングの実現によって、本モードの液
晶素子を直視型表示素子のみならず、拡大投影系を用い
たプロジェクションディスプレイやヘッドマウントディ
スプレイなどに適用した場合でも高品質な画質の実現が
可能となつている。Further, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Application No. 11-2407.
Device described in No. 30 (hereinafter referred to as "prior application 2")
In the above, the element of the prior application 1 is subjected to an anti-parallel (anti-parallel) uniaxial orientation treatment, and the pretilt angle of at least one of the substrates is set to 10 degrees or more, so that a continuous gradation change, so-called “domainless switching” is performed. Has been invented and proposed to be stably feasible. By realizing this domainless switching, high-quality image quality can be realized not only when the liquid crystal element in this mode is applied to not only a direct-view display element but also a projection display or head-mounted display using an enlarged projection system. ing.
【0006】以上述べたように、従来ネマティック液晶
を用いたTFT液晶ディスプレイが抱えていた応答速度
に関する問題点を解決できるという意味において、カイ
ラルスメクティック液晶、特に先願1及び先願2の液晶
素子を用いた液晶表示素子の実現が期待されている。As described above, the chiral smectic liquid crystal, particularly the liquid crystal elements of the prior application 1 and the prior application 2, are used in the sense that the problem relating to the response speed of the TFT liquid crystal display using the nematic liquid crystal can be solved. The realization of the used liquid crystal display element is expected.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このように、高速応答
性能など次世代のディスプレイ等に階調表示能を有する
先願1及び先願2のスメクチック液晶素子が期待される
ものである。しかしながら、先願2の素子のような高プ
レチルト角の配向制御を施した場合、等方相(Is
o.)からコレステリック相(Ch)へと相転移させた
ときに図6に示すようなひも状のディスクリネーション
11が発生する場合がしばしば観測された。As described above, the smectic liquid crystal elements of the prior application 1 and the prior application 2 having a gradation display capability in a next-generation display or the like such as a high-speed response performance are expected. However, when the orientation control of a high pretilt angle is performed as in the device of the prior application 2, the isotropic phase (Is
o. ) To a cholesteric phase (Ch), string-like disclinations 11 as shown in FIG. 6 were often observed.
【0008】このCh相において発生するひも状ディス
クリネーションは、Ch相において降温するに従つて徐
々に減少する場合もあるが、カイラルスメクチックC
(SmC*)相に降温した後も残留してしまう場合もし
ばしばある。こうした場合に、このディスクリネーショ
ンが表示素子として用いた場合にコントラスト比を減少
させる原因になるばかりか、Ch−SmC*相転移液晶
の場合にはこのディスクリネーションラインをきつかけ
にしてスメクチック相において垂直配向(スメクチック
層が基板と略平行に配列した状態)に転移してしまうこ
ともある。こうした垂直配向領域が発生してしまった場
合には、明暗のスイッチングが不可能となるため表示素
子としての機能が失われてしまうことになる。The string-shaped disclination generated in the Ch phase may gradually decrease as the temperature decreases in the Ch phase, but the chiral smectic C
It often remains after the temperature has dropped to the (SmC * ) phase. In such a case, this disclination not only causes a decrease in the contrast ratio when used as a display element, but in the case of a Ch-SmC * phase transition liquid crystal, the disclination line is tightly applied to cause a smectic phase. In some cases, the orientation may be shifted to a vertical orientation (a state in which the smectic layer is arranged substantially parallel to the substrate). When such a vertical alignment region is generated, switching between light and dark becomes impossible, so that the function as a display element is lost.
【0009】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、先願2の液晶モードに
おいて、コレステリック相において発現するひも状ディ
スクリネーションの発生を抑制し、配向欠陥がなく均一
な配向状態を実現しうる液晶素子およびその製造方法を
提供することである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to suppress the occurrence of string-shaped disclination that appears in the cholesteric phase in the liquid crystal mode of the prior application 2, and to align the liquid crystal. An object of the present invention is to provide a liquid crystal element capable of realizing a uniform alignment state without defects and a method for manufacturing the same.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、下
記発明によつて解決される。即ち、本発明の第一の発明
は、カイラルスメクチック液晶と、該液晶に電圧を印加
する一対の電極と、該液晶を挟持して対向すると共に該
液晶を配向させるための一軸性配向処理が施された一対
の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板とを備えた液
晶素子であつて、前記カイラルスメクチック液晶の相転
移系列が高温側より等方性液体相(Iso.)−コレス
テリック相(Ch)−カイラルスメクチックC(SmC
*)相であって、両基板に施された一軸配向処理が反平
行であり、少なくとも一方の基板の等方性液体相(Is
o.)−コレステリック相(Ch)相転移直下に於ける
液晶分子のプレチルト角が10度以上であり、かつ少な
くともコレステリック相(Ch)を示す温度範囲におい
て交流電圧が印加されていることを特徴とする液晶素子
である。The above object of the present invention is attained by the following invention. That is, the first invention of the present invention provides a chiral smectic liquid crystal, a pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal, and a uniaxial alignment treatment for sandwiching and opposing the liquid crystal and aligning the liquid crystal. A liquid crystal device comprising a pair of substrates and a polarizing plate on at least one of the substrates, wherein a phase transition series of the chiral smectic liquid crystal isotropic liquid phase (Iso.)-Cholesteric phase (Ch) from a high temperature side. ) -Chiral smectic C (SmC
* ) Phase, the uniaxial orientation treatment applied to both substrates is antiparallel, and the isotropic liquid phase (Is
o. A) a liquid crystal characterized in that the pretilt angle of the liquid crystal molecule immediately below the cholesteric phase (Ch) phase transition is 10 degrees or more, and an AC voltage is applied at least in a temperature range showing the cholesteric phase (Ch). Element.
【0011】また、本発明の第二の発明は、カイラルス
メクチック液晶を、該液晶に電圧を印加する一対の電極
と、該液晶を挟持して対向すると共に該液晶を配向させ
るための一軸性配向処理が施された一対の基板と、少な
くとも一方の基板に偏光板とを備えたセルに注入してな
る液晶素子の製造方法であつて、前記カイラルスメクチ
ック液晶の相転移系列が高温側より等方性液体相(Is
o.)−コレステリック相(Ch)−カイラルスメクチ
ックC(SmC*)相であって、両基板に施された一軸
配向処理が反平行であり、少なくとも一方の基板の等方
性液体相(Iso.)−コレステリック相(Ch)相転
移直下に於ける液晶分子のプレチルト角が10度以上に
おいてカイラルスメクチック液晶をセルに注入する工
程、該カイラルスメクチック液晶に少なくともコレステ
リック相(Ch)を示す温度範囲において交流電圧を印
加する工程を有することを特徴とする液晶素子の製造方
法である。A second invention of the present invention provides a chiral smectic liquid crystal, comprising a pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal, and a uniaxial alignment for sandwiching the liquid crystal and facing the liquid crystal and for aligning the liquid crystal. A method for producing a liquid crystal element, comprising: injecting a cell having a pair of treated substrates and a polarizing plate on at least one of the substrates, wherein a phase transition series of the chiral smectic liquid crystal is isotropic from a high temperature side. Liquid phase (Is
o. ) -Cholesteric phase (Ch) -Chiral smectic C (SmC * ) phase, wherein the uniaxial orientation treatment applied to both substrates is antiparallel, and the isotropic liquid phase (Iso.) Of at least one of the substrates. A step of injecting a chiral smectic liquid crystal into a cell when the pretilt angle of the liquid crystal molecule immediately below the cholesteric phase (Ch) phase transition is 10 degrees or more, and applying an AC voltage to the chiral smectic liquid crystal in a temperature range showing at least the cholesteric phase (Ch). A method for manufacturing a liquid crystal element, comprising a step of applying.
【0012】本発明において、前記交流電圧を印加する
温度範囲が、前記カイラルスメクチック液晶の等方性液
体相(Iso.)−コレステリック相(Ch)転移温度
をT NIとしたとき、少なくとも(TNI−10)℃以上の
温度範囲であることが好ましい。In the present invention, the AC voltage is applied.
Temperature range is isotropic liquid of the chiral smectic liquid crystal
Body phase (Iso.)-Cholesteric phase (Ch) transition temperature
To T NIAnd at least (TNI-10) ℃ or more
Preferably it is in the temperature range.
【0013】上記課題で述べたように、高プレチルト角
の配向状態を実現しようとした場合、しばしばひも状の
ディスクリネーションが発生し、コントラストの低下、
並びに垂直配向発生の原因となっていた。As described in the above-mentioned problem, in the case where an alignment state with a high pretilt angle is to be realized, string-shaped disclination often occurs, resulting in a decrease in contrast,
In addition, it caused vertical alignment.
【0014】それに対して、本発明では、少なくとも一
方の基板のプレチルト角が10度以上で、かつアンチパ
ラレルとなるように組み合わせるという先願2の素子に
対して、コレステリック相において交流電圧を印加する
ことによりディスクリネーションのない液晶素子の実現
が可能となる。On the other hand, in the present invention, an AC voltage is applied in the cholesteric phase to the element of the prior application 2 in which at least one of the substrates is combined so that the pretilt angle is 10 degrees or more and antiparallel. As a result, a liquid crystal element without disclination can be realized.
【0015】このとき交流電圧の周波数は、液晶層に十
分電圧を印加しうる条件として0.lHz〜100kH
z程度、好ましくは10Hz〜1kHz程度が望まし
く、印加する電圧値に関してはディスクリネーションの
発生を十分に抑制し、かつ高電圧印加による素子の破損
を防ぐ意味で、0.5〜10V、好ましくは3〜7Vの
電圧範囲で印加することが望ましい。At this time, the frequency of the AC voltage is set at 0.1 as a condition that a sufficient voltage can be applied to the liquid crystal layer. lHz-100kHz
z, preferably about 10 Hz to 1 kHz, and with respect to the applied voltage value, from 0.5 to 10 V, preferably from 0.5 to 10 V, in order to sufficiently suppress the occurrence of disclination and prevent damage to the element due to application of a high voltage. It is desirable to apply in a voltage range of 3 to 7V.
【0016】なお、本発明におけるプレチルト角とは、
等方相−Ch相転移温度直下における液晶分子のプレチ
ルト角である。これは、降温過程において初めて液晶分
子が配向する際のプレチルト角の値が最も重要であるか
らである。また、上記温度での測定が困難な場合で、か
つプレチルト角の温度依存性が無いあるいは極めて少な
いことが確認されている場合には、他の任意の温度にて
測定してもかまわない。The pretilt angle in the present invention is
It is a pretilt angle of a liquid crystal molecule just below an isotropic phase-Ch phase transition temperature. This is because the value of the pretilt angle when the liquid crystal molecules are aligned for the first time in the temperature decreasing process is most important. If it is difficult to measure the temperature at the above-mentioned temperature and if it is confirmed that the pretilt angle has no or very little temperature dependence, the measurement may be performed at any other temperature.
【0017】このプレチルト角はクリスタルローテーシ
ョン法(“Jpn. J. Appl.Phys.”,
Vo.119(1980)No.10.Short N
otes 2013)によって求められる。なお、測定
用のセルは上下基板界面での液晶の傾きが平行且つ同一
の向き(ラビング処理軸が平行且つ逆向き:アンチパラ
レル)になるように二枚の基板を貼り合わせて作製され
る。測定手順は、液晶セルを上下基板に垂直且つ配向処
理軸(ラビング軸)を含む面で回転させながら、回転軸
と45°の角度をなす偏光面を持つヘリウム・ネオンレ
ーザー光を回転軸に垂直な方向から照射し、その反対側
で入射偏光面と平行な透過軸を持つ偏光板を通してフォ
トダイオードで透過光強度を測定する。そして、干渉に
よってできた透過光強度のスペクトルに対し、理論曲
線、下記の数式(1)、(2)とフィッティングを行う
シミュレーションによリプレチルト角αを求めることが
できる。The pretilt angle is determined by a crystal rotation method (“Jpn. J. Appl. Phys.”,
Vo. 119 (1980) No. 10. Short N
ots 2013). The cell for measurement is manufactured by bonding two substrates so that the inclination of the liquid crystal at the interface between the upper and lower substrates is parallel and in the same direction (rubbing axes are parallel and opposite directions: anti-parallel). The measurement procedure is as follows. While rotating the liquid crystal cell perpendicular to the upper and lower substrates and including the alignment processing axis (rubbing axis), a helium-neon laser beam having a polarization plane forming an angle of 45 ° with the rotation axis is perpendicular to the rotation axis. Irradiation is performed from different directions, and the transmitted light intensity is measured by a photodiode through a polarizing plate having a transmission axis parallel to the incident polarization plane on the opposite side. Then, the re-pretilt angle α can be obtained by performing a simulation of fitting a theoretical curve, the following equations (1) and (2) to the spectrum of the transmitted light intensity generated by the interference.
【0018】[0018]
【数1】 (Equation 1)
【0019】このようにして少なくとも一方の基板に1
0度以上という高めのプレチルト角の基板を用い、且つ
アンチパラレルのラビング条件とした場合におけるディ
スクリネーション発生モデルは、詳細な顕微鏡観測の結
果から以下のように考えられる。In this manner, at least one of the substrates
A disclination generation model when a substrate having a high pretilt angle of 0 ° or more is used and antiparallel rubbing conditions are used is considered as follows from the results of detailed microscope observation.
【0020】一軸配向処理されたセル中では、バルクよ
りも先に界面近傍が等方相からCh相へと相転移する。
ここで高プレチルト角の場合、一軸配向処理方向への規
制力がさほど大きくないため、界面近傍層において図7
のようにねじれた配向になることがある。こうしたねじ
れ配向状態はスペーサビーズやセル内に混入した異物を
核にして形成される場合もしばしば観測される。こうし
たねじれ配向が一方の界面近傍に形成され、もう一方の
界面近傍においては整然と一軸配向処理方向に分子が配
向しているとき、降温によってバルク層がコレステリッ
ク相へと相転移すると界面の分子配向方向にしたがって
バルク分子の配向方向が決まる。つまり図8のようなバ
ルク分子13の配向になり、図中のA点が不連続となる
ためにディスクリネーションとなってしまう。なお図8
は上基板14aから下基板14bにかけて液晶層を分割
し、それを基板上面から見た図をあらわしている。In the cell subjected to the uniaxial orientation treatment, the vicinity of the interface undergoes a phase transition from the isotropic phase to the Ch phase prior to the bulk.
Here, in the case of a high pretilt angle, the regulating force in the uniaxial orientation processing direction is not so large.
May be twisted. Such a twisted orientation state is often observed when it is formed by using foreign matter mixed in spacer beads or cells as nuclei. When such a twisted orientation is formed near one interface and the molecules are oriented neatly in the uniaxial orientation processing direction near the other interface, the molecular orientation direction of the interface when the bulk layer undergoes a phase transition to the cholesteric phase due to the temperature drop Determines the orientation direction of the bulk molecules. That is, the orientation of the bulk molecules 13 is as shown in FIG. 8, and the point A in the figure becomes discontinuous, resulting in disclination. FIG. 8
Represents a view in which the liquid crystal layer is divided from the upper substrate 14a to the lower substrate 14b and viewed from the upper surface of the substrate.
【0021】こうした不連続はカイラルスメクチック相
へと相転移すると垂直配向の原因となることから、不連
続線内では周囲の配向状態よりも分子の起きあがり角度
が急峻であることが予想される。いずれにしてもこうし
たディスクリネーションはコレステリック相から直接カ
イラルスメクチック相へと相転移する材料系において深
刻な問題となる。Since such discontinuity causes a vertical alignment when the phase transition to the chiral smectic phase occurs, it is expected that the rising angle of the molecule in the discontinuous line is steeper than in the surrounding alignment state. In any case, such disclination poses a serious problem in a material system in which a phase transition from a cholesteric phase directly to a chiral smectic phase occurs.
【0022】そこで本発明者等は交流電圧の印加が効果
的であることを発見した。すなわち、コレステリック相
において交流電圧を印加することによって一旦形成され
たディスクリネーションを消し去ることができる。この
効果はコレステリック相中でも高温側で電圧印加するほ
ど高い効果が得られ、等方相からコレステリック相への
相転移温度(TNI)から10℃以内で電圧印加するのが
効果的である。また等方相からの降温時にTNI直上から
完全にコレステリック相に転移し終わるまで連続的に交
流電圧を印加することによってディスクリネーションの
発生そのものを抑制することも可能である。これは交流
印加による分子の擾乱によつて一軸配向処理方向からず
れていた液晶分子を本来規制されるべき方向へと再配列
させることができた結果であろうと予測される。The present inventors have found that the application of an AC voltage is effective. That is, by applying an AC voltage in the cholesteric phase, the disclination once formed can be erased. This effect is higher as the voltage is applied on the higher temperature side even in the cholesteric phase, and it is effective to apply the voltage within 10 ° C. from the phase transition temperature (T NI ) from the isotropic phase to the cholesteric phase. It is also possible to suppress the occurrence itself of disclination by applying a continuous AC voltage until you have transferred completely cholesteric phase from directly above T NI while cooled from isotropic phase. It is expected that this may be the result of the liquid crystal molecules, which have deviated from the uniaxial alignment processing direction due to the disturbance of the molecules due to the application of the alternating current, being rearranged in the direction in which the liquid crystal molecules should be regulated.
【0023】以上の作用により、アンチパラレルで高プ
レチルト角を有するセルに対して、少なくとも(TNI−
10)℃以上の温度、好ましくはTNI+5〜TNI−5℃
の温度において交流電圧を印加することによって、ディ
スクリネーションの発生しない均一な配向を有する素子
を実現させることが可能となっている。By the above operation, at least (T NI −
10) A temperature of not less than ° C, preferably T NI +5 to T NI -5 ° C
By applying an AC voltage at the above temperature, it is possible to realize an element having uniform orientation without disclination.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】本発明の液晶素子の製造方法で
は、上述のような配向処理条件をとることにより、欠陥
を抑制することが可能となる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method of manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, defects can be suppressed by taking the above-mentioned alignment treatment conditions.
【0025】特に上記製造方法に適用される液晶素子の
好適な態様として、液晶と、該液晶に電圧を印加する一
対の電極と、該液晶を挟持して対向すると共に少なくと
も一方の対向面に該液晶を配向させるためめ一軸性配向
処理が施された一対の基板と、少なくとも一方の基板に
偏光板とを備え、1秒間に複数フレームでの画像を表示
し、各フレーム内において液晶の配向状態が経時的に変
化する液晶素子が提供される。Particularly, as a preferred embodiment of the liquid crystal element applied to the above-mentioned manufacturing method, a liquid crystal, a pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal, and a pair of electrodes which sandwich the liquid crystal and face each other and have at least one facing surface Equipped with a pair of substrates that have been subjected to uniaxial alignment processing to align liquid crystals, and a polarizing plate on at least one substrate, images are displayed in a plurality of frames per second, and the alignment state of the liquid crystal in each frame Is provided, which changes over time.
【0026】更に本発明では、上述したような製造方法
によって作製される液晶素子として、上述したような電
圧無印加時に液晶が単安定状態を呈するようなカイラル
スメクチック液晶を用いた液晶素子が提供される。Further, according to the present invention, there is provided a liquid crystal element using a chiral smectic liquid crystal in which the liquid crystal exhibits a monostable state when no voltage is applied as described above, as a liquid crystal element manufactured by the above-described manufacturing method. You.
【0027】その本発明に適用できる液晶素子は、特願
平10−177145号に記載の素子であり、中でも特
に該液晶材料の相転移系列が等方性液体相(Iso.)
−コレステリック相(Ch)−カイラルスメクチックC
(SmC*)相を示し、SmC*相への転移の際に一対の
基板間へ、正負いずれかのDC電圧を印加することで、
2つの層方向のうち一方の層方向のみに揃え、即ち平均
一軸配向処理軸とスメクチック層法線方向のずれ方向が
一定となるようにし、電圧無印加の状態で液晶分子仮想
コーンエッジの内側に安定化させ、そのメモリ性を消失
させたSmC *相の配向状態を得ている。またこのとき
コレステリック相でのプレチルト角が10度以上の配向
状態を形成させるような配向処理を施すことが望まし
い。The liquid crystal element applicable to the present invention is disclosed in
A device described in JP-A-10-177145;
The phase transition series of the liquid crystal material is an isotropic liquid phase (Iso.).
-Cholesteric phase (Ch) -Chiral smectic C
(SmC*) Phase, SmC*Phase transition
By applying either positive or negative DC voltage between the substrates,
Align in only one of the two layer directions, ie average
The misalignment direction between the uniaxial orientation axis and the normal direction of the smectic layer
The liquid crystal molecule is assumed to be constant and no voltage is applied.
Stabilizes inside the cone edge and loses its memory
SmC *A phase orientation state is obtained. Also at this time
Orientation with pretilt angle of 10 degrees or more in cholesteric phase
It is desirable to perform an orientation treatment to form a state.
No.
【0028】また、本発明に用いられるカイラルスメク
チック液晶は相転移系列が、高温側より、等方性液体相
(Iso.)−コレステリック相(Ch)−カイラルス
メクチックC(SmC*)相であるものが好ましい。以
下に本発明で用いられる液晶組成物を構成する好ましい
化合物の具体例を式(1)〜式(4)に示す。The chiral smectic liquid crystal used in the present invention has a phase transition series of, from the high temperature side, an isotropic liquid phase (Iso.)-Cholesteric phase (Ch) -chiral smectic C (SmC * ) phase. Is preferred. Hereinafter, specific examples of preferable compounds constituting the liquid crystal composition used in the present invention are shown in formulas (1) to (4).
【0029】[0029]
【化1】 Embedded image
【0030】R1 ,R2 :炭素原子数が1〜20である
置換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル
基 X1 ,X2 :単結合、O、COO、OOC Y1 ,Y2 ,Y3 ,Y4 :HまたはF n:0または1R 1 , R 2 : straight-chain or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent X 1 , X 2 : single bond, O, COO, OOC Y 1 , Y 2 , Y 3 , Y 4 : H or F n: 0 or 1
【0031】[0031]
【化2】 Embedded image
【0032】R1 ,R2 :炭素原子数が1〜20である
置換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル
基 X1 ,X2 :単結合、O、COO、OOC Y1 ,Y2 ,Y3 ,Y4 :HまたはFR 1 , R 2 : a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent X 1 , X 2 : a single bond, O, COO, OOCY 1, Y 2, Y 3, Y 4: H or F
【0033】[0033]
【化3】 Embedded image
【0034】R1 ,R2 :炭素原子数が1〜20である
置換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル
基 X1 ,X2 :単結合、O、COO、OOC Y1 ,Y2 ,Y3 ,Y4 :HまたはFR 1 , R 2 : a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent X 1 , X 2 : a single bond, O, COO, OOC Y 1, Y 2, Y 3, Y 4: H or F
【0035】[0035]
【化4】 Embedded image
【0036】R1 ,R2 :炭素原子数が1〜20である
置換基を有していてもよい直鎖または分岐状のアルキル
基 X1 ,X2 :単結合、O、COO、OOC Y1 ,Y2 ,Y3 ,Y4 :HまたはFR 1 , R 2 : linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent X 1 , X 2 : single bond, O, COO, OOC Y 1, Y 2, Y 3, Y 4: H or F
【0037】以下、図1を参照して本発明の液晶素子の
具体的な一実施形態について説明する。同図に示す液晶
素子80では、一対のガラス、プラスチック等透明性の
高い材料からなる基板8la、8lb間に液晶85、好
ましくはカイラルスメクチック相を呈する液晶を挟持し
たセルが互いに偏光軸が直交した一対の偏光板87a及
び87b間に挟装した構造となつている。Hereinafter, a specific embodiment of the liquid crystal element of the present invention will be described with reference to FIG. In the liquid crystal element 80 shown in the figure, cells having a liquid crystal 85, preferably a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase, sandwiched between a pair of substrates 8la and 8lb made of a highly transparent material such as glass and plastic have mutually orthogonal polarization axes. It has a structure sandwiched between a pair of polarizing plates 87a and 87b.
【0038】基板8la、8lbには、夫々液晶85に
電圧を印加するためのIn2 O3 、ITO等の材料から
なる電極82a、82bが設けられており、例えば後述
するように、一方の基板にドット状の透明電極をマトリ
ックス状に配置し、各透明電極にTFTやMIM(Me
tal−Insulator−Metal)等のスイッ
チング素子を接続し、他方の基板の一面上あるいは所定
パターンの対向電極を設けアクティブマトリックス構造
を形成している。The substrates 8la and 8lb are provided with electrodes 82a and 82b made of a material such as In 2 O 3 or ITO for applying a voltage to the liquid crystal 85, respectively. The transparent electrodes in the form of dots are arranged in a matrix, and a TFT or MIM (Me
A switching element such as a tal-insulator-metal) is connected, and a counter electrode of a predetermined pattern is provided on one surface of the other substrate or an active matrix structure is formed.
【0039】電極82a,82b上には、必要に応じて
これらのショートを防止する等の機能を持つSiO2 、
TiO2 、Ta2 O5 等の材料からなる絶縁膜83a,
83bが夫々設けられる。The electrodes 82a, On 82b, SiO 2 having a function such as to prevent these short as necessary,
An insulating film 83a made of a material such as TiO 2 , Ta 2 O 5 ,
83b are provided respectively.
【0040】更に、絶縁膜83a,83b上には、液晶
85に接し、その配向状態を制御するべく機能する配向
制御膜84a,84bが設けられている。かかる配向制
御膜84a,84bの少なくとも一方には一軸配向処理
が施されている。かかる膜としては、例えば、ポリイミ
ド、ポリイミドアミド、ポリアミド、ポリビニルアルコ
ール等の有機材料を溶液塗工した膜の表面にラビング処
理を施したもの、あるいはSiO等の酸化物、窒化物を
基板に対し斜め方向から所定の角度で蒸着した無機材料
の斜方蒸着膜を用いることができる。Further, on the insulating films 83a and 83b, alignment control films 84a and 84b which are in contact with the liquid crystal 85 and function to control the alignment state are provided. At least one of the alignment control films 84a and 84b is subjected to a uniaxial alignment treatment. As such a film, for example, a film obtained by applying a rubbing treatment to the surface of a film obtained by applying a solution of an organic material such as polyimide, polyimide amide, polyamide, or polyvinyl alcohol, or an oxide such as SiO or a nitride obliquely to the substrate is used. An oblique deposition film of an inorganic material deposited at a predetermined angle from the direction can be used.
【0041】尚、配向制御膜84a,84bについて
は、その材料の選択、処理(一軸配向処理等)の条件等
により、液晶85の分子のプレチルト角(液晶分子の配
向制御膜界面付近で膜面に対してなす角度)が調整され
る。The orientation control films 84a and 84b may have different pretilt angles of the molecules of the liquid crystal 85 (the film surfaces near the interface between the liquid crystal molecules and the orientation control film) depending on the selection of the materials and the conditions of the treatment (such as uniaxial orientation treatment). Is adjusted.
【0042】また、配向制御膜84a,84bがいずれ
も一軸配向処理がなされた膜である場合、夫々の膜の一
軸配向処理方向(特にラビング方向)を、用いる液晶材
料に応じて反平行、あるいは反平行で45°以下の範囲
でクロスするように設定するすることができる。When the alignment control films 84a and 84b are both uniaxially oriented films, the uniaxial orientation direction (especially the rubbing direction) of each film is anti-parallel or It can be set to cross in an anti-parallel range of 45 ° or less.
【0043】基板8la及び8lbは、スペーサー86
を介して対向している。かかるスペーサー86は、基板
8la、8lbの間の距離(セルギャップ)を決定する
ものであり、シリカビーズ等が用いられる。ここで決定
されるセルギャップについては、液晶材料の違いによつ
て最適範囲及び上限値が異なるが、均一な一軸配向性、
また電圧無印加時に液晶分子の平均分子軸をほば配向処
理軸の平均方向の軸と実質的に同一にする配向状態を発
現させるべく、0.3〜10μmの範囲に設定すること
が好ましい。The substrates 8la and 8lb are provided with spacers 86.
Are opposed to each other. The spacer 86 determines the distance (cell gap) between the substrates 8la and 8lb, and silica beads or the like are used. Regarding the cell gap determined here, the optimum range and the upper limit are different depending on the difference of the liquid crystal material, but the uniform uniaxial orientation,
In order to develop an alignment state in which the average molecular axis of the liquid crystal molecules is substantially the same as the average direction axis of the alignment treatment axis when no voltage is applied, it is preferably set in the range of 0.3 to 10 μm.
【0044】スペーサー86に加えて、基板1la及び
1lb間の接着性を向上させ、カイラルスメクチック相
を示す液晶の耐衝撃性を向上させるべく、エポキシ樹脂
等の樹脂材料等からなる接着粒子を分散配置することも
できる(図示せず)。In addition to the spacers 86, adhesive particles made of a resin material such as an epoxy resin or the like are dispersed in order to improve the adhesiveness between the substrates 1la and 1lb and to improve the impact resistance of the liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase. (Not shown).
【0045】上記構造の液晶素子80では、液晶85と
してカイラルスメクチック相を示す液晶を用いる場合に
ついては、その材料の組成を調整し、更に液晶材料の処
理や素子構成、例えば配向制御膜84a及び84bの材
料、処理条件等を適宜設定することにより、電圧無印加
時では、該液晶の平均分子軸(液晶分子)が単安定化さ
れている配向状態を示し、駆動時では一方の極性(第一
の極性)の電圧印加時に印加電圧の大きさに応じて平均
分子軸の単安定化される位置を基準としたチルト角度が
連続的に変化し、他方の極性(第二の極性)の電圧印加
時には液晶の平均分子軸は、印加電圧の大きさに応じた
角度でチルトするような特性を示すようにする。このと
き、第一の極性の電圧印加による最大チルト角度が、第
二の極性の電圧印加による最大チルト角度より大きいよ
うな特性を示すようにしてもよい。In the liquid crystal element 80 having the above-described structure, when a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used as the liquid crystal 85, the composition of the material is adjusted, and further, the processing of the liquid crystal material and the element configuration, for example, the alignment control films 84a and 84b are performed. By appropriately setting the material, processing conditions, and the like, when no voltage is applied, the liquid crystal exhibits an alignment state in which the average molecular axis (liquid crystal molecules) of the liquid crystal is monostable. Of the average molecular axis, the tilt angle changes continuously according to the magnitude of the applied voltage, and the voltage of the other polarity (second polarity) is applied. Sometimes, the average molecular axis of the liquid crystal exhibits characteristics such that it tilts at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage. At this time, the characteristic may be such that the maximum tilt angle by applying the voltage of the first polarity is larger than the maximum tilt angle by applying the voltage of the second polarity.
【0046】そして、カイラルスメクチック相を示す液
晶材料85としては、前述したようなビフェニル骨格や
フェニルシクロヘキサンエステル骨格、フェニルピリミ
ジン骨格等を有する炭化水素系液晶材料、ナフタレン系
液晶材料、ポリフッ素系液晶材料を適宜選択して調製し
た組成物を用いる。The liquid crystal material 85 exhibiting a chiral smectic phase includes a hydrocarbon liquid crystal material having a biphenyl skeleton, a phenylcyclohexane ester skeleton, a phenylpyrimidine skeleton, etc., a naphthalene liquid crystal material, and a polyfluorine liquid crystal material. The composition prepared by appropriately selecting is used.
【0047】当該液晶素子では、基板8la及び8lb
の一方に少なくともR,G,Bのカラーフィルターを設
け、カラー液晶素子とすることもできる。また光源とし
てR,G,Bの光源を順次切り替えることで、時分割に
よる混色を利用してフルカラー表示させる方法を用いる
こともできる。In the liquid crystal device, the substrates 8la and 8lb
At least one of R, G, and B color filters may be provided to provide a color liquid crystal element. Further, a method of performing full-color display using time-division color mixture by sequentially switching the R, G, and B light sources as the light source can also be used.
【0048】尚、当該液晶素子は、基板8la及び8l
bの両方の基板に一対の偏光板を設けた透過型の液晶素
子、即ち基板8la及び8lbのいずれも透光性の基板
であり、一方の基板側からの入射光(例えば外部光源に
よる光)を変調し他方側に出射するタイプの素子、又は
少なくとも一方の基板に偏光板を設けた反射型の液晶素
子、即ち基板8la及び8lbのいずれか一方の側に反
射板を設けるかあるいは一方の基板自体又は基板に設け
る部材として反射性の材料を用いて、入射光及び反射光
を変調し、入射側と同様の側に光を出射するタイプの素
子のいずれにも適用することができる。Note that the liquid crystal element is composed of substrates 8la and 8l
b, a transmission type liquid crystal element in which a pair of polarizing plates are provided on both substrates, that is, both substrates 8la and 8lb are translucent substrates, and incident light from one substrate side (for example, light from an external light source) Or a reflection type liquid crystal element in which a polarizing plate is provided on at least one substrate, that is, a reflection plate is provided on one of the substrates 8la and 8lb, or one of the substrates is provided. The present invention can be applied to any type of element that modulates incident light and reflected light by using a reflective material as a member provided on itself or a substrate and emits light to the same side as the incident side.
【0049】本発明では、上述の液晶素子に対して階調
信号を供給する駆動回路を設け、上述したような電圧の
印加により液晶の平均分子軸の単安定位置からの連続的
なチルト角度の変化、及び素子からの出射光量が連続的
に変化する特性を利用し階調表示を行う液晶表示素子を
構成することができる。例えば、液晶素子の一方の基板
として前述したようなTFT等を備えたアクティブマト
リクス基板を用い、駆動回路で振幅変調によるアクティ
ブマトリクス駆動を行うことでアナログ階調表示が可能
となる。In the present invention, a drive circuit for supplying a gradation signal to the above-mentioned liquid crystal element is provided, and by applying the above-described voltage, a continuous tilt angle from the monostable position of the average molecular axis of the liquid crystal is obtained. A liquid crystal display element that performs gradation display by utilizing the change and the characteristic that the amount of light emitted from the element changes continuously can be configured. For example, by using an active matrix substrate provided with the above-described TFT or the like as one substrate of a liquid crystal element and performing active matrix driving by amplitude modulation with a driving circuit, analog gray scale display can be performed.
【0050】次に、図2〜図4を参照して、本発明の液
晶素子において、このようなアクティブマトリクス基板
を用いた例について説明する。図2は、当該液晶素子
を、駆動手段を備えた形で、一方の基板(アクティブマ
トリクス基板)の構成を中心に模式的に示したものであ
る。Next, an example in which such an active matrix substrate is used in the liquid crystal element of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 schematically shows the liquid crystal element provided with a driving means, mainly focusing on the configuration of one substrate (active matrix substrate).
【0051】図2に示す構成では、液晶素子に相当する
パネル部90において、駆動手段である走査信号ドライ
バ91に連結した走査線に相当する図面上水平方向のゲ
ート線Gl、G2・・・・と、駆動手段である情報信号
ドライバ92に連結した情報信号線に相当する図面上縦
方向のソース線Sl、S2・・・・が互いに絶縁された
状態で直交するように設けられており、その各交点の画
素に対応してスイッチング素子に相当する薄膜トランジ
スタ(TFT)94及び画素電極95が設けられている
(同図では簡略化のため5×5画素の領域のみを示
す)。尚、スイッチング素子として、TFTの他、MI
M素子を用いることもできる。ゲート線Gl、G2・・
・はTFT94のゲート電極(図示せず)に接続され、
ソース線Sl、S2・・・はTFT94のソース電極
(図示せず)に接続され、画素電極95はTFT94の
ドレイン電極(図示せず)に接続されている。かかる構
成において、走査信号ドライバ91によリゲート線G
l、G2・・・が例えば線順次に走査選択されてゲート
電圧が供給され、このゲート線の走査選択に同期して情
報信号ドライバ92から、各画素に書き込む情報に応じ
た情報信号電圧がソース線Sl、S2・・・に供給さ
れ、TFT94を介して各画素電極に印加される。In the configuration shown in FIG. 2, in a panel section 90 corresponding to a liquid crystal element, horizontal gate lines G1, G2,... In the drawing corresponding to scanning lines connected to a scanning signal driver 91 as driving means. , Corresponding to the information signal lines connected to the information signal driver 92 as the driving means, are provided so as to be orthogonal to each other while being insulated from each other in the vertical direction in the drawing. A thin film transistor (TFT) 94 corresponding to a switching element and a pixel electrode 95 are provided corresponding to the pixel at each intersection (only a 5 × 5 pixel area is shown for simplification). In addition, as a switching element, in addition to TFT, MI
An M element can also be used. Gate lines Gl, G2 ...
Is connected to the gate electrode (not shown) of the TFT 94,
Are connected to a source electrode (not shown) of the TFT 94, and the pixel electrodes 95 are connected to a drain electrode (not shown) of the TFT 94. In such a configuration, the scan signal driver 91 controls the gate line G
, G2,... are, for example, line-sequentially selected for scanning, and a gate voltage is supplied. An information signal voltage corresponding to information to be written to each pixel is supplied from the information signal driver 92 in synchronization with the scanning selection of the gate line. Are supplied to the lines S1, S2,... And are applied to each pixel electrode via the TFT 94.
【0052】図3は、図2に示すようなパネル構成にお
ける各画素部分(1ビット分)の断面構造の一例を示
す。同図に示す構造では、TFT94及び画素電極95
を備えるアクティブマトリクス基板20と共通電極32
を備えた対向基板40間に、自発分極を有する液晶層4
9が挟持され、液晶容量(C1c)31が構成されてい
る。FIG. 3 shows an example of a sectional structure of each pixel portion (for one bit) in the panel configuration shown in FIG. In the structure shown in FIG.
Active matrix substrate 20 having common electrodes and common electrode 32
Liquid crystal layer 4 having spontaneous polarization between opposing substrates 40 provided with
9 are sandwiched to form a liquid crystal capacitor (C 1c ) 31.
【0053】アクティブマトリクス基板20について
は、TFT94としてアモルファスSiTFTを用いた
例が示されている。TFT94はガラス等からなる基板
21上に形成され、図2に示すゲート線Gl、G2・・
・に接続したゲート電極22上に窒化シリコン(SiN
x)等の材料からなる絶縁膜(ゲート絶縁膜)23を介
してa−Si層24が設けられており、該a−Si層2
4上に、夫々n+ a−Si層25、26を介してソース
電極27、ドレイン電極28が互いに離間して設けられ
ている。As for the active matrix substrate 20, an example in which an amorphous Si TFT is used as the TFT 94 is shown. The TFT 94 is formed on a substrate 21 made of glass or the like, and the gate lines G1, G2,.
Silicon nitride (SiN) on the gate electrode 22 connected to
x), an a-Si layer 24 is provided via an insulating film (gate insulating film) 23 made of a material such as
4, a source electrode 27 and a drain electrode 28 are provided separately from each other via n + a-Si layers 25 and 26, respectively.
【0054】ソース電極27は図2に示すソース線S
l、S2・・・に接続し、ドレイン電極28はITO膜
等の透明導電膜からなる画素電極95に接続している。
また、TFT94におけるa−Si層24上をチャネル
保護膜29が被覆している。このTFT94は、該当す
るゲート線が走査選択された期間においてゲート電極2
2にゲートパルスが印加されオン状態となる。The source electrode 27 is connected to the source line S shown in FIG.
, S2,..., and the drain electrode 28 is connected to a pixel electrode 95 made of a transparent conductive film such as an ITO film.
The channel protection film 29 covers the a-Si layer 24 of the TFT 94. The TFT 94 has a gate electrode 2 during a period in which the corresponding gate line is selected for scanning.
A gate pulse is applied to 2 to turn it on.
【0055】更に、アクティブマトリクス基板20にお
いては、画素電極95と、該電極のガラス基板側に設け
られた保持容量電極30により絶縁膜23(ゲート電極
22上の絶縁膜と連続的に設けられた膜)を挟持した構
造により保持容量(Cs )32が液晶層49と並列の形
で設けられている。保持容量電極はその面積が大きい場
合、開口率が低下するため、ITO膜等の透明導電膜に
より形成される。Further, in the active matrix substrate 20, the insulating film 23 (continuously provided with the insulating film on the gate electrode 22) is formed by the pixel electrode 95 and the storage capacitor electrode 30 provided on the glass substrate side of the electrode. A storage capacitor (C s ) 32 is provided in parallel with the liquid crystal layer 49 by a structure sandwiching the film. When the area of the storage capacitor electrode is large, the aperture ratio is reduced, and thus the storage capacitor electrode is formed of a transparent conductive film such as an ITO film.
【0056】アクティブマトリクス基板20のTFT9
4及び画素電極95上には液晶の配向状態を制御する為
の例えばラビング処理等の一軸配向処理が施された配向
膜43aが設けられている。The TFT 9 of the active matrix substrate 20
On the pixel electrode 95 and the pixel electrode 95, there is provided an alignment film 43a which has been subjected to a uniaxial alignment process such as a rubbing process for controlling the alignment state of the liquid crystal.
【0057】一方、対向基板40では、ガラス基板41
上に、全面同様の厚みで共通電極42、及び液晶の配向
状態を制御する為の配向膜43bが積層されている。
尚、上記セル構造は、互いに偏光軸が直交した関係にあ
る一対の偏光板間に挟持されている(図示せず)。On the other hand, in the counter substrate 40, the glass substrate 41
A common electrode 42 and an alignment film 43b for controlling the alignment state of the liquid crystal are laminated on the entire surface with the same thickness.
The cell structure is sandwiched between a pair of polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other (not shown).
【0058】上記構造のパネルの画素部分において、液
晶層49としては、自発分極を有する液晶、例えばカイ
ラルスメクチック相を呈する液晶が用いられる。In the pixel portion of the panel having the above structure, a liquid crystal having spontaneous polarization, for example, a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used as the liquid crystal layer 49.
【0059】尚、図2及び図3に示すようなパネル構成
において、アクティブマトリクス基板として、多結晶S
i(p−Si)TFTを備えた基板を用いることができ
る。In the panel configuration shown in FIGS. 2 and 3, a polycrystalline S
A substrate provided with an i (p-Si) TFT can be used.
【0060】図3に示すパネルの画素部分の等価回路を
図4に示す。図4及び図5を参照して上記構造の液晶素
子における特性を利用したアクティブマトリクス駆動に
ついて述べる。本発明の液晶素子におけるアクティブマ
トリクス駆動では、例えば一画素においてある情報を表
示するための期間(1フレーム)を複数のフィールド
(例えば図5に示すlF及び2F)に分割し、これら2
フィールドにおいて平均的に所定の情報に応じた出射光
量を得る。以下では、液晶層49が一方の極性の電圧印
加で十分な透過光強度であり、逆極性ではそれより小さ
い透過光強度である特性を示す場合における2フィニル
ドに分割された例について説明する。FIG. 4 shows an equivalent circuit of a pixel portion of the panel shown in FIG. The active matrix driving utilizing the characteristics of the liquid crystal device having the above structure will be described with reference to FIGS. In the active matrix driving of the liquid crystal element of the present invention, for example, a period (one frame) for displaying certain information in one pixel is divided into a plurality of fields (for example, IF and 2F shown in FIG. 5).
In the field, an emitted light amount according to predetermined information is obtained on average. In the following, an example in which the liquid crystal layer 49 is divided into two fields in which the transmitted light intensity is sufficient when a voltage of one polarity is applied and the transmitted light intensity is smaller when the polarity is reversed, will be described.
【0061】図5(a)は、一画素を着目した際に、当
該画素に接続する走査線となる一ゲート線に印加される
電圧を示す。上記構造の液晶素子では、各フィールド毎
にゲート線Gl、G2・・・が例えば線順次で選択さ
れ、一ゲート線には選択期間Tonにおいて所定のゲー
ト電圧Vgが印加され、ゲート電極22に電圧Vgが加
わりTFT94がオン状態となる。他のゲート線が選択
されている期間に相当する非選択期間Toffにはゲー
ト電極22に電圧が加わらずTFT94は高抵抗状態
(オフ状態)となり、Toff毎に所定の同一のゲート
線が選択されてゲート電極22にゲート電圧Vgが印加
される。FIG. 5A shows a voltage applied to one gate line serving as a scanning line connected to the pixel when focusing on one pixel. In the liquid crystal element having the above structure, the gate lines G1, G2,... Are selected, for example, line-sequentially for each field, a predetermined gate voltage Vg is applied to one gate line during the selection period Ton, and a voltage is applied to the gate electrode 22. Vg is applied, and the TFT 94 is turned on. In a non-selection period Toff corresponding to a period in which another gate line is selected, no voltage is applied to the gate electrode 22 and the TFT 94 enters a high resistance state (off state), and a predetermined same gate line is selected for each Toff. As a result, a gate voltage Vg is applied to the gate electrode 22.
【0062】図5(b)は、当該画素の情報信号線(ソ
ース線)に印加される電圧Vsを示す。図5(a)で示
すように各フィールドで選択期間Tonでゲート電極2
2にゲート電圧が印加された際、これに同期して当該画
素に接続する情報線となるソース線Sl、S2・・・か
らソース電極27に、所定のソース電圧(情報信号電
圧)Vs(基準電位を共通電極42の電位Vcとする)
が印加される。FIG. 5B shows the voltage Vs applied to the information signal line (source line) of the pixel. As shown in FIG. 5A, in each field, the gate electrode 2 is turned on during the selection period Ton.
When a gate voltage is applied to the pixel 2, a predetermined source voltage (information signal voltage) Vs (reference) is applied to the source electrode 27 from the source lines S 1, S 2,. (The potential is the potential Vc of the common electrode 42)
Is applied.
【0063】ここで、1フレームを構成する第一のフィ
ールド(lF)では、当該画素に書込まれる情報、例え
ば用いる液晶に応じた電圧−透過率特性を基に当該画素
で得ようとする光学状態又は表示情報(透過率)に応じ
たレベルVxの正極性のソース電圧(情報信号電圧)
(基準電位を共通電極42の電位Vcとする)が印加さ
れる。この時、TFT94がオン状態であるため、上記
ソース電極27に印加される電圧Vxがドレイン電極2
8を介して画素電極95に印加され、液晶容量(C1c)
31及び保持容量32(Cs )に充電がなされ、画素電
極の電位が情報信号電圧Vxになる。続いて、当該画素
の属するゲート線の非選択期間ToffにおいてTFT
94は高抵抗(オフ状態)となるため、この非選択期間
には、液晶セル(液晶容量C1c)31及び保持容量(C
s )32では選択期間Tonで充電された電荷が蓄積さ
れた状態を維持し、電圧Vxが保持される。そして、当
該画素における液晶層49に第1フィールドlFの期間
を通して電圧Vxが印加され、当該画素の液晶部分では
この電圧値に応じた光学状態(透過光量)が得られる。
このとき液晶の応答速度がゲートオン期間より遅い場
合、液晶セル(液晶容量C1c)31及び保持容量(C
s )32に充電が完了し、ゲートがオフされた非選択期
間にスイッチングが開始される。このような場合は自発
分極の反転によって充電された電荷が相殺されて、液晶
層に印加される電圧が図5(c)のようにVxより小さ
いVx’という値を取る。Here, in the first field (1F) that constitutes one frame, optical information to be obtained by the pixel based on information written in the pixel, for example, voltage-transmittance characteristics according to the liquid crystal used. Source voltage of positive polarity (information signal voltage) of level Vx according to state or display information (transmittance)
(The reference potential is the potential Vc of the common electrode 42). At this time, since the TFT 94 is in the ON state, the voltage Vx applied to the source electrode 27
8, and is applied to the pixel electrode 95 to provide a liquid crystal capacitance (C 1c ).
31 and the storage capacitor 32 (C s ) are charged, and the potential of the pixel electrode becomes the information signal voltage Vx. Subsequently, in the non-selection period Toff of the gate line to which the pixel belongs, the TFT
Since the resistor 94 has a high resistance (OFF state), during this non-selection period, the liquid crystal cell (liquid crystal capacitor C 1c ) 31 and the storage capacitor (C
s ) At 32, the state in which the charge charged during the selection period Ton is accumulated is maintained, and the voltage Vx is held. Then, the voltage Vx is applied to the liquid crystal layer 49 in the pixel throughout the period of the first field IF, and an optical state (light transmission amount) corresponding to the voltage value is obtained in the liquid crystal portion of the pixel.
At this time, if the response speed of the liquid crystal is lower than the gate-on period, the liquid crystal cell (liquid crystal capacitor C 1c ) 31 and the storage capacitor (C
s ) The charging is completed in 32, and switching is started in the non-selection period in which the gate is turned off. In such a case, the charges charged by the reversal of the spontaneous polarization cancel each other, and the voltage applied to the liquid crystal layer takes a value of Vx ′ smaller than Vx as shown in FIG.
【0064】次に、第二のフィールド(2F)の選択期
間Tonでは、第一のフィールドlFとは極性が逆で実
質的に同様の電圧値Vxを有するソース電圧(−Vx)
がソース電極27に印加される。この時、TFT94が
オン状態であり、画素電極95に電圧−Vxが印加され
て、液晶容量(C1c)31及び保持容量32(Cs )に
充電がなされ、画素電極の電位が情報信号電圧−Vxに
なる。続いて、非選択期間ToffにおいてTFT94
は高抵抗(オフ状態)となるため、この非選択期間に
は、液晶セル(液晶容量C1c)31及び保持容量(C
s )32では選択期間Tonで充電された電荷が蓄積さ
れた状態を維持し、電圧−Vxが保持される。そして、
当該画素における液晶層49に第2のフィールド2F期
間を通して電圧−Vxが印加され、当該画素ではこの電
圧値に応じた光学状態(出射光量)が得られる。このと
きも同様に液晶の応答速度がゲートオン期間より遅い場
合、液晶セル(液晶容量C1c)31及び保持容量(C
s )32に充電が完了し、ゲートがオフされた非選択期
間にスイッチングが開始される。このような場合は自発
分極の反転によつて充電された電荷が相殺されて、液晶
層に印加される電圧が図5(c)のように−Vxより小
さい−Vx’という値を取る。Next, in the selection period Ton of the second field (2F), the source voltage (-Vx) having a polarity opposite to that of the first field IF and having substantially the same voltage value Vx.
Is applied to the source electrode 27. At this time, TFT 94 is ON state, the voltage -Vx is applied to the pixel electrode 95, charged in the liquid crystal capacitance (C 1c) 31 and the storage capacitor 32 (C s) is performed, the potential of the pixel electrode data signal voltage −Vx. Subsequently, in the non-selection period Toff, the TFT 94
Becomes a high resistance (off state), and during this non-selection period, the liquid crystal cell (liquid crystal capacitor C 1c ) 31 and the storage capacitor (C
s ) At 32, the state where the charge charged during the selection period Ton is accumulated is maintained, and the voltage -Vx is held. And
The voltage -Vx is applied to the liquid crystal layer 49 in the pixel throughout the second field 2F, and the pixel obtains an optical state (light emission amount) corresponding to the voltage value. At this time, similarly, when the response speed of the liquid crystal is lower than the gate-on period, the liquid crystal cell (liquid crystal capacitor C 1c ) 31 and the storage capacitor (C
s ) The charging is completed in 32, and switching is started in the non-selection period in which the gate is turned off. In such a case, the charged electric charge is canceled by the reversal of the spontaneous polarization, and the voltage applied to the liquid crystal layer takes a value of -Vx 'smaller than -Vx as shown in FIG.
【0065】図5(c)は、上述したような当該画素の
液晶容量及び保持容量に実際に保持され液晶層49に印
加される電圧値Vpixを、図5(d)は当該画素での
液晶の実際の光学応答(透過型液晶素子とした場合での
光学応答)を模式的に示す。図5(c)に示すように、
2フィールドlF及び2Fを通じて印加電圧は互いに極
性が反転しただけの同一レベル(絶対値)Vx’であ
る。一方、図5(d)に示すように第一フィールドlF
では、Vx’に応じた階調表示状態(出射光量)が得ら
れ、第二フィールド2Fでは、−Vx’に応じた階調表
示状態が得られるが、実際にはわずか透過光量の変化し
か得られず、透過光量はTxより小さく、0レベルに近
いTyとなる。FIG. 5C shows the voltage value Vpix actually held in the liquid crystal capacitor and the storage capacitor of the pixel and applied to the liquid crystal layer 49 as described above, and FIG. The actual optical response (optical response in the case of a transmissive liquid crystal element) is schematically shown. As shown in FIG.
The applied voltage is the same level (absolute value) Vx ′ whose polarity is inverted from each other through the two fields 1F and 2F. On the other hand, as shown in FIG.
In the second field 2F, a gradation display state corresponding to -Vx 'is obtained, but in practice, only a slight change in the amount of transmitted light is obtained. However, the transmitted light amount is smaller than Tx and becomes Ty close to the 0 level.
【0066】上述したようなアクティブマトリクス駆動
では、カイラルスメクチック相を示す液晶を用いた場合
で良好な高速応答性に基づいた階調表示が可能となると
同時に一画素であるレベルの階調表示を、高い透過光量
を得る第一フィールドと低い透過光量を得る第二フィー
ルドに分割して連続的に行うため、時間開口率が50%
以下となり、人間の目の感じる動画高速応答特性も良好
になる。また、第二フィールドにおいては液晶分子の若
干のスイッチング動作により完全に透過光量が0にはな
らないので、フレーム期間全体での人間の目に感じる輝
度は確保される。更に、第一及び第二フィールドで同様
のレベルの電圧が極性反転して液晶層49に印加される
ため、液晶層49に実際に印加される電圧が交流化され
液晶の劣化を防止する。In the above-described active matrix driving, when liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase is used, gradation display based on good high-speed response can be performed, and at the same time, gradation display of one pixel level can be performed. Since it is divided into a first field for obtaining a high transmitted light amount and a second field for obtaining a low transmitted light amount and is continuously performed, the time aperture ratio is 50%.
As a result, the high-speed moving image response characteristics perceived by human eyes are also improved. Further, in the second field, the transmitted light amount does not become completely zero due to a slight switching operation of the liquid crystal molecules, so that the luminance perceived by human eyes during the entire frame period is secured. Further, since the voltage of the same level is inverted and applied to the liquid crystal layer 49 in the first and second fields, the voltage actually applied to the liquid crystal layer 49 is converted into an alternating current, thereby preventing the liquid crystal from deteriorating.
【0067】上記のアクティブマトリクス駆動では、2
フィールドからなる1フレーム全体では、TxとTyを
平均した透過光量が得られる。このため、情報信号電圧
Vsについては、実際に当該フレームで当該画素で得よ
うとする画像情報(階調情報)に応じて、所定のレベル
だけ大きな透過光量を得ることのできる電圧値を選択し
て印加することで、第一フィールドlFにおいて、所望
の階調状態より高いレベル透過光量での階調状態を表示
することも好ましい。In the above-described active matrix driving, 2
In one entire frame composed of fields, a transmitted light amount obtained by averaging Tx and Ty is obtained. Therefore, as the information signal voltage Vs, a voltage value capable of obtaining a large amount of transmitted light by a predetermined level is selected according to image information (gradation information) to be actually obtained by the pixel in the frame. It is also preferable to display the gradation state with a higher level of transmitted light than the desired gradation state in the first field IF by applying the voltage.
【0068】なお、ここでは詳細には触れていないが上
記駆動法を応用し、RGB各色光源とを組み合わせるこ
とにより時分割による混色を利用してフルカラー表示さ
せる方法を用いることも可能である。Although not described in detail here, it is also possible to use a method of performing full-color display by utilizing color mixing by time division by applying the above-mentioned driving method and combining RGB light sources.
【0069】[0069]
【実施例】以下、本発明を実施例に沿つて詳細に説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments.
【0070】実施例1 (液晶組成物の調製)下記液晶性化合物を混合して液晶
組成物LC−1を調製した。構造式に併記した数値は混
合の際の重量比率である。Example 1 (Preparation of Liquid Crystal Composition) A liquid crystal composition LC-1 was prepared by mixing the following liquid crystal compounds. The numerical values described in the structural formula are weight ratios at the time of mixing.
【0071】[0071]
【化5】 Embedded image
【0072】上記液晶組成物LC−1の物性パラメータ
を以下に示す。 相転移温度(℃) Iso.(86.3)Ch(61.2)SmC*(−
7.2)Cry. 自発分極(30℃):Ps=2.9nC/cm2 コーン角(30℃):Θ=23.3°(100Hz,±
12.5V,セルギヤップ=1.4μm) δ(30℃) :21.6° SmC*相でのらせんピッチ(30℃):20μm以上The physical properties of the liquid crystal composition LC-1 are shown below. Phase transition temperature (° C.) Iso. (86.3) Ch (61.2) SmC * (−
7.2) Cry. Spontaneous polarization (30 ° C.): Ps = 2.9 nC / cm 2 Cone angle (30 ° C.): Θ = 23.3 ° (100 Hz, ±)
12.5 V, cell gear gap = 1.4 μm) δ (30 ° C.): 21.6 ° SmC * Spiral pitch in phase (30 ° C.): 20 μm or more
【0073】(液晶セルの作製)透明電極として700
ÅのITO膜を形成した厚さ1.1mmの一対のガラス
基板を用意した。該基板の透明電極上に、市販のTFT
用配向膜JALS2022(ポリイミド、日本合成ゴム
社製)をスピンコート法により塗布し、その後、80
℃,5分間の前乾燥を行なった後、200℃で1時間加
熱焼成を施し膜厚60OÅのポリイミド被膜を得た。(Preparation of Liquid Crystal Cell) 700
A pair of glass substrates having a thickness of 1.1 mm on which the ITO film was formed was prepared. A commercially available TFT is placed on the transparent electrode of the substrate.
Orientation film JALS2022 (polyimide, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied by a spin coat method.
After pre-drying at 5 ° C. for 5 minutes, it was baked at 200 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 60 °.
【0074】続いて、当該基板上のポリイミド膜に対し
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。ラビング処理の条件は、径10mmのロールに
ナイロン(NF−77、帝人社製)を貼り合わせたラビ
ングロールを用い、押し込み量0.3mm、送り速度1
0cm/sec、回転数1000rpm、送り回数4回
とした。Subsequently, the polyimide film on the substrate was subjected to a rubbing treatment with a nylon cloth as a uniaxial orientation treatment. The conditions of the rubbing treatment were as follows: a rubbing roll in which nylon (NF-77, manufactured by Teijin Limited) was adhered to a roll having a diameter of 10 mm, a pushing amount of 0.3 mm, and a feeding speed of 1
0 cm / sec, the number of rotations was 1000 rpm, and the number of times of feeding was 4 times.
【0075】続いて、一方の基板上にスペーサーとし
て、平均粒径1.5μmのシリカビーズを散布し、各基
板のラビング処理方向が互いに反平行(アンチパラレ
ル)となるように対向させ、均一なセルギャップのセル
(単画素の空セルA)を得た。Subsequently, silica beads having an average particle size of 1.5 μm are sprayed as spacers on one of the substrates, and the rubbing directions of the substrates are opposed to each other so as to be antiparallel to each other. A cell with a cell gap (empty cell A of a single pixel) was obtained.
【0076】(プレチルト角評価用セルの作製)上記空
セルと同一の条件で作製した基板を用意し、平均粒径9
μmのシリカビーズを散布し、各基板のラビング処理方
向が互いに反平行(アンチバラレル)となるように対向
させ、均一なセルギャップのセル(単画素の空セル)を
得た。(Preparation of Cell for Evaluation of Pretilt Angle) A substrate prepared under the same conditions as the above-mentioned empty cell was prepared, and an average particle diameter of 9 was prepared.
μm silica beads were scattered, and the rubbing directions of the substrates were opposed to each other so as to be antiparallel (anti-parallel) to obtain cells with a uniform cell gap (empty cells of a single pixel).
【0077】この空セルに上記液晶組成物LC−1を注
入し、85℃(Ch相)に昇温して前記のクリスタルロ
ーテーション法にてプレチルト角を測定した。その結
果、ブレチルト角は20度であった。The liquid crystal composition LC-1 was injected into the empty cell, the temperature was raised to 85 ° C. (Ch phase), and the pretilt angle was measured by the crystal rotation method described above. As a result, the Bretilt angle was 20 degrees.
【0078】上記のプロセスで作製した単画素の空セル
Aに液晶組成物LC−1をCh相の温度で毛細管注入し
室温まで冷却した。その後、一旦等方相まで昇温し再び
液晶をコレステリック相を経てカイラルスメクティック
液晶相を示す温度まで冷却するという再配向処理を施し
た。この冷却の際、Ch−SmC*相転移前後におい
て、−2Vのオフセット電圧(直流)を印加して冷却を
行う処理を施し、液晶素子サンプルを作製した。かかる
再配向処理過程において、等方相からコレステリック相
にかけてセルに施す処理を変化させて、素子サンプルA
〜Dを作製し、配向状態を確認した。以下の表1に、各
サンプルの処理方法を記す。The liquid crystal composition LC-1 was injected into the empty cell A of a single pixel prepared by the above process at a temperature of the Ch phase by capillary injection and cooled to room temperature. Thereafter, a reorientation treatment was performed in which the temperature was once raised to an isotropic phase, and the liquid crystal was again cooled to a temperature showing a chiral smectic liquid crystal phase via a cholesteric phase. At the time of this cooling, before and after the Ch-SmC * phase transition, a cooling process was performed by applying an offset voltage (DC) of -2 V to produce a liquid crystal element sample. In this reorientation process, the process performed on the cell from the isotropic phase to the cholesteric phase was changed to
To D, and the alignment state was confirmed. Table 1 below shows the processing method for each sample.
【0079】[0079]
【表1】 [Table 1]
【0080】上述のプロセスで作製した素子サンプルA
〜Dについて室温にて対物レンズ10倍の偏光顕微鏡を
用いて配向状態を確認した。結果を以下の表2に示す。Element sample A produced by the above process
About ~ D, the orientation state was confirmed at room temperature using a polarizing microscope with a 10-fold objective lens. The results are shown in Table 2 below.
【0081】[0081]
【表2】 [Table 2]
【0082】この結果から、コレステリック相において
交流電圧を印加することが、ひも状ディスクリネーショ
ンの抑制に効果的であり、特に(TNI−10)℃以上の
温度範囲にて電圧を印加することが有効であることが示
された。From these results, it is found that applying an AC voltage in the cholesteric phase is effective in suppressing string-like disclination, and in particular, applying a voltage in a temperature range of (T NI −10) ° C. or higher. Was shown to be effective.
【0083】[0083]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高プレチルト角配向膜が用いられたカイラルスメクチッ
ク相を示す液晶を用いた液晶素子において、コレステリ
ック相において発現するひも状ディスクリネーションの
発生を抑制し、配向欠陥がなく均一な配向状態を実現し
うる液晶素子を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention,
In a liquid crystal device using a liquid crystal exhibiting a chiral smectic phase using a high pretilt angle alignment film, it is possible to suppress the occurrence of string-shaped disclination that appears in the cholesteric phase and realize a uniform alignment state without alignment defects. A liquid crystal element can be provided.
【図1】本発明の液晶素子の一実施形態を示す概略図で
ある。FIG. 1 is a schematic view showing one embodiment of a liquid crystal element of the present invention.
【図2】本発明の液晶素子を駆動手段を備えた形で一方
の基板の構成を中心に模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a liquid crystal element of the present invention provided with a driving means, with a focus on the structure of one substrate.
【図3】図2に示すようなパネル構成における各画素部
分(1ビット分)の断面構造の一例を示す概略図であ
る。3 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional structure of each pixel portion (for one bit) in the panel configuration shown in FIG.
【図4】パネルの画素部分の等価回路を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of a pixel portion of the panel.
【図5】液晶素子のアクティブマトリクス駆動を示す図
である。FIG. 5 is a diagram illustrating active matrix driving of a liquid crystal element.
【図6】従来の液晶素子に発生するひも状のディスクリ
ネーションを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a string-shaped disclination generated in a conventional liquid crystal element.
【図7】図6のディスクリネーションを発生させる液晶
のねじれた配向を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a twisted orientation of the liquid crystal that causes the disclination of FIG. 6;
【図8】図6のディスクリネーションを発生させる液晶
の配向を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the orientation of the liquid crystal that causes the disclination of FIG. 6;
11 ディスクリネーション 12 液晶 13 バルク分子 14a 上基板 14b 下基板 15a 上基板近傍界面分子 15b 下基板近傍界面分子 20 アクティブマトリクス基板 21 基板 22 ゲート電極 23 絶縁膜(ゲート絶縁膜) 24 a−Si層 25、26 n+ a−Si層 27 ソース電極 28 ドレイン電極 29 チャネル保護膜 30 保持容量電極 31 液晶容量 32 共通電極 40 対向基板 41 ガラス基板 42 共通電極 43a,43b 配向膜 49 液晶層 80 液晶素子 8la、8lb 基板 82a、82b 電極 83a、83b 絶縁膜 84a,84b 配向制御膜 85 液晶 86 スペーサー 87a、87b 偏光板 90 パネル部 91 走査信号ドライバ 92 情報信号ドライバ 94 薄膜トランジスタ(TFT) 95 画素電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Disclination 12 Liquid crystal 13 Bulk molecule 14a Upper substrate 14b Lower substrate 15a Interface molecule near upper substrate 15b Interface molecule near lower substrate 20 Active matrix substrate 21 Substrate 22 Gate electrode 23 Insulating film (Gate insulating film) 24 a-Si layer 25 , 26 n + a-Si layer 27 source electrode 28 drain electrode 29 channel protective film 30 storage capacitor electrode 31 liquid crystal capacitor 32 common electrode 40 counter substrate 41 glass substrate 42 common electrode 43 a, 43 b alignment film 49 liquid crystal layer 80 liquid crystal element 8 la 8lb substrate 82a, 82b electrode 83a, 83b insulating film 84a, 84b alignment control film 85 liquid crystal 86 spacer 87a, 87b polarizing plate 90 panel unit 91 scanning signal driver 92 information signal driver 94 thin film transistor (TFT) 95 pixel electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 棟方 博英 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 礒部 隆一郎 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 門叶 剛司 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 Fターム(参考) 2H088 EA12 GA03 GA04 HA03 HA04 HA08 HA18 JA19 KA14 KA20 LA07 MA18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hirohide Munakata 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Ryuichiro Isobe 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inside (72) Inventor Takeshi Kadoba 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term (reference) 2H088 EA12 GA03 GA04 HA03 HA04 HA08 HA18 JA19 KA14 KA20 LA07 MA18
Claims (4)
電圧を印加する一対の電極と、該液晶を挟持して対向す
ると共に該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施
された一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板と
を備えた液晶素子であつて、前記カイラルスメクチック
液晶の相転移系列が高温側より等方性液体相(Is
o.)−コレステリック相(Ch)−カイラルスメクチ
ックC(SmC*)相であって、両基板に施された一軸
配向処理が反平行であり、少なくとも一方の基板の等方
性液体相(Iso.)−コレステリック相(Ch)相転
移直下に於ける液晶分子のプレチルト角が10度以上で
あり、かつ少なくともコレステリック相(Ch)を示す
温度範囲において交流電圧が印加されていることを特徴
とする液晶素子。1. A chiral smectic liquid crystal, a pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal, and a pair of substrates which face each other while sandwiching the liquid crystal and have been subjected to a uniaxial alignment treatment for aligning the liquid crystal. A liquid crystal device comprising a polarizing plate on at least one of the substrates, wherein the phase transition series of the chiral smectic liquid crystal is an isotropic liquid phase (Is
o. ) -Cholesteric phase (Ch) -Chiral smectic C (SmC * ) phase, wherein the uniaxial orientation treatment applied to both substrates is antiparallel, and the isotropic liquid phase (Iso.) Of at least one of the substrates. A liquid crystal element, wherein a pretilt angle of liquid crystal molecules immediately below a cholesteric phase (Ch) phase transition is 10 degrees or more, and an AC voltage is applied at least in a temperature range showing the cholesteric phase (Ch).
前記カイラルスメクチック液晶の等方性液体相(Is
o.)−コレステリック相(Ch)転移温度をTNIとし
たとき、少なくとも(TNI−10)℃以上の温度範囲で
あることを特徴とする請求項1記載の液晶素子。2. A temperature range in which the AC voltage is applied,
The chiral smectic liquid crystal isotropic liquid phase (Is
o. 2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the temperature range is at least (T NI -10) ° C. or more, assuming that the transition temperature of ())-cholesteric phase (Ch) is T NI .
電圧を印加する一対の電極と、該液晶を挟持して対向す
ると共に該液晶を配向させるための一軸性配向処理が施
された一対の基板と、少なくとも一方の基板に偏光板と
を備えたセルに注入してなる液晶素子の製造方法であつ
て、前記カイラルスメクチック液晶の相転移系列が高温
側より等方性液体相(Iso.)−コレステリック相
(Ch)−カイラルスメクチックC(SmC*)相であ
って、両基板に施された一軸配向処理が反平行であり、
少なくとも一方の基板の等方性液体相(Iso.)−コ
レステリック相(Ch)相転移直下に於ける液晶分子の
プレチルト角が10度以上においてカイラルスメクチッ
ク液晶をセルに注入する工程、該カイラルスメクチック
液晶に少なくともコレステリック相(Ch)を示す温度
範囲において交流電圧を印加する工程を有することを特
徴とする液晶素子の製造方法。3. A pair of electrodes for applying a voltage to the chiral smectic liquid crystal and a pair of substrates which are opposed to each other with the liquid crystal interposed therebetween and which have been subjected to a uniaxial alignment treatment for aligning the liquid crystal. A method of manufacturing a liquid crystal element by injecting a liquid crystal element into a cell having a polarizing plate on at least one substrate, wherein a phase transition series of the chiral smectic liquid crystal isotropic liquid phase (Iso.)-Cholesteric from a high temperature side. Phase (Ch) -chiral smectic C (SmC * ) phase, wherein the uniaxial orientation treatment applied to both substrates is anti-parallel,
Injecting the chiral smectic liquid crystal into the cell when the pretilt angle of the liquid crystal molecules immediately below the isotropic liquid phase (Iso.)-Cholesteric phase (Ch) phase transition of at least one of the substrates is 10 degrees or more; Applying a AC voltage at least in a temperature range showing a cholesteric phase (Ch).
記カイラルスメクチック液晶の等方性液体相(Is
o.)−コレステリック相(Ch)転移温度をT NIとし
たとき、少なくとも(TNI−10)℃以上の温度範囲で
あることを特徴とする請求項3記載の液晶素子の製造方
法。4. The temperature range in which the AC voltage is applied is
Isotropic liquid phase of the chiral smectic liquid crystal (Is
o. ) -Cholesteric phase (Ch) transition temperature is T NIage
At least (TNI-10) In the temperature range above ℃
4. The method for manufacturing a liquid crystal device according to claim 3, wherein
Law.
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