JP2000290652A - Liquid crystal device and liquid crystal apparatus mounted the device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal device mitigated in the effect of ion or charge and good in switching characteristics with no afterimage or the like, and to provide a liquid crystal apparatus mounting the liquid crystal device. SOLUTION: The subject liquid crystal device is such one as to use a liquid crystal 21 held by a pair of substrates 41, 42 and consisting of a chiral smectic liquid crystal composed exclusively of such a liquid crystalline compound as to contain elements C, H, F, N and O and contain no other elements; wherein when O is contained, the O exists only as an ether linkage, when N is contained, the N exists only in a pyrimidine ring, and when a chiral segment exists, it is in the form of a fluorine chiral, CF3 chiral or CH3 chiral, and have the function to apply voltage by electrodes 43 provided on these substrates 41, 42 to drive the liquid crystal 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンタ
ー等に用いられる液晶素子及びこれを備えた液晶装置に
関し、特にカイラルスメクチック液晶組成物を使用する
ものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device used for a flat panel display, a projection display, a printer, and the like, and a liquid crystal device having the same, and more particularly to a device using a chiral smectic liquid crystal composition.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、もっとも広範に用いられてきてい
るディスプレイとしてはＣＲＴがあり、このＣＲＴはテ
レビやＶＴＲなどの動画出力、あるいはパソコン等のモ
ニターとして広く用いられている。しかしながら、この
ＣＲＴはその特性上、静止画像に対してはフリッカや解
像度不足による走査縞等が視認性を低下させたり、焼き
付きによる蛍光体の劣化が起こったりする。2. Description of the Related Art Conventionally, a CRT has been most widely used as a display, and this CRT has been widely used as a video output for televisions and VTRs, or as a monitor for personal computers. However, due to the characteristics of this CRT, flicker or scanning stripes due to insufficient resolution lowers the visibility of a still image, or the phosphor deteriorates due to burn-in.

【０００３】また、最近ではＣＲＴが発生する電磁波が
人体に悪影響を与えることがわかり、ＶＤＴ作業者の健
康を害することが懸念されている。さらに、ＣＲＴはそ
の構造上、画面後方に広く体積を有することが必須であ
ることから、情報機器の利便性を著しく阻害し、オフィ
ス、家庭の省スペース化を阻害している。In addition, recently, it has been found that electromagnetic waves generated by a CRT adversely affect a human body, and there is a concern that the health of a VDT worker may be impaired. Furthermore, since the CRT is required to have a large volume behind the screen due to its structure, the convenience of information equipment is significantly impaired, and the space saving of offices and homes is impeded.

【０００４】ところで、このようなＣＲＴの欠点を解決
するものとして液晶素子がある。そして、この液晶素子
の一例として、例えばエム・シャット（M.Schadt）とダ
ブリュー・ヘルフリッヒ（W.Helfrich）著、アプライド
・フィジックス・レターズ（Applied Physics Letters
）第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）第
１２７頁〜１２８頁において示されたツイステッドネマ
チック（twisted nematic ）液晶を用いたものが知られ
ている。There is a liquid crystal element which solves such a drawback of the CRT. As an example of this liquid crystal element, for example, Applied Physics Letters by M. Schadt and W. Helfrich
A liquid crystal using a twisted nematic liquid crystal disclosed in Vol. 18, No. 4 (published on Feb. 15, 1971), pp. 127 to 128 is known.

【０００５】さらに、近年、このタイプの液晶を用いて
ＴＦＴといわれる液晶素子の開発、製品化が行われてい
る。ここで、このタイプの液晶素子は一つ一つの画素に
トランジスタを作成するものであり、クロストークの問
題が無く、また、近年の急速な生産技術の進歩によって
１０−１２インチクラスのディスプレイがよい生産性で
作られつつある。しかしながら、さらに大きなサイズあ
るいは動画を問題無く再現できるという点の６０Ｈｚ以
上のフレーム周波数という点では、未だ生産性、液晶の
応答速度に問題が存在している。Further, in recent years, liquid crystal elements called TFTs using this type of liquid crystal have been developed and commercialized. Here, this type of liquid crystal element is one in which a transistor is formed for each pixel, there is no problem of crosstalk, and a 10-12 inch class display is preferable due to rapid progress of production technology in recent years. It is being made with productivity. However, there is still a problem in productivity and response speed of the liquid crystal in terms of a frame frequency of 60 Hz or more in that a larger size or a moving image can be reproduced without any problem.

【０００６】一方、自発分極をスイッチングトルクとす
る液晶素子として、例えばカイラルスメクチック液晶素
子がクラーク（Clark ）及びラガウェル（Lagerwall ）
により提案されている（特開昭５６−１０７２１６、米
国特許第４３６７９２４号明細書）。On the other hand, as a liquid crystal element using spontaneous polarization as a switching torque, for example, a chiral smectic liquid crystal element is disclosed in Clark and Lagerwall.
(JP-A-56-107216, U.S. Pat. No. 4,367,924).

【０００７】ここで、この液晶としては、一般にカイラ
ルスメクチックＣ相又はカイラルスメクチックＨ相から
なる強誘電性液晶が用いられているが、この強誘電性液
晶は、自発分極により反転スイッチングを行うため、非
常に早い応答速度を有し、さらに視野角特性も優れてい
ることから、高速、高精細、大面積の単純マトリクス表
示素子あるいはライトバルブとして適していると考えら
れる。Here, as the liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal composed of a chiral smectic C phase or a chiral smectic H phase is generally used. Since the ferroelectric liquid crystal performs inversion switching by spontaneous polarization, Since it has a very fast response speed and excellent viewing angle characteristics, it is considered to be suitable as a high-speed, high-definition, large-area simple matrix display element or light valve.

【０００８】また、最近ではチャンダニ、竹添らによ
り、カイラルスメクチック反強誘電性液晶素子も提案さ
れている（ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライ
ド フィジックス（Japanese Journal of Applied Phys
ics ）第２７巻、１９８８年Ｌ７２９頁）。さらに、最
近この反強誘電液晶材料のうち、ヒステリシスが小さく
階調表示に有利な特性を有するＶ字型応答特性が発見さ
れた（例えば、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプ
ライド フィジックス（Japanese Journal of Applied
Physics ）第３６巻、１９９７年３５８６頁）。Recently, chiral smectic antiferroelectric liquid crystal devices have also been proposed by Chandani, Takezoe et al. (Japanese Journal of Applied Physics).
ics) 27, 1988, L729). Further, recently, among these antiferroelectric liquid crystal materials, a V-shaped response characteristic having a small hysteresis and advantageous for gray scale display has been discovered (for example, Japanese Journal of Applied Physics).
Physics), 36, 1997, p. 3586).

【０００９】そして、これらの液晶を用い、アクティブ
マトリクスタイプの液晶素子とし、動画表現するに充分
な高速のディスプレイを実現しようという動きが活発に
なってきている（例えば、特開平９−５００４９）。[0009] There has been an active movement to realize an active matrix type liquid crystal element using these liquid crystals to realize a high-speed display sufficient for expressing moving images (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-50049).

【００１０】ところで、電圧に応じて透過光量が可変で
ある特性を階調表現として利用するところアクティブマ
トリクス素子としては、既述したＴＮ液晶を利用した素
子が良く知られている。ここで、このような素子におい
ては、液晶中のイオンあるいはチャージによって表示期
間中の電圧の降下や、表示期間中にＤＣ電圧が重畳する
ことによる残留ＤＣによる残像等の問題が発生していた
が、用いる液晶の構造をシアノ系の液晶でなく、Ｆ素系
の液晶にすること、また、良く精製することでイオンあ
るいはチャージの影響を改善してきた。By the way, a characteristic in which the amount of transmitted light is variable according to a voltage is used as a gradation expression. As an active matrix element, the above-mentioned element using a TN liquid crystal is well known. Here, in such an element, problems such as a voltage drop during the display period due to ions or charges in the liquid crystal and an afterimage due to residual DC due to superposition of a DC voltage during the display period have occurred. The effect of ions or charges has been improved by making the structure of the liquid crystal to be used an F element-based liquid crystal instead of a cyano-based liquid crystal, and by purifying well.

【００１１】特に、液晶化合物中に使用できる元素を炭
素Ｃ、フッ素Ｆ、水素Ｈ、そして稀に酸素Ｏを含むとい
う原則で選択することでイオンあるいはチャージの影響
を改善してきた。このことは良く当該業者に知られてお
り、例えば日本学術振興会「情報科学用有機材料第１４
２委員会」Ａ部会（液晶材料）第６７回、Ｂ部会第５９
回合同研究会資料に記載されている。In particular, the influence of ions or charges has been improved by selecting elements that can be used in the liquid crystal compound on the principle that they contain carbon C, fluorine F, hydrogen H, and rarely oxygen O. This fact is well known to those skilled in the art. For example, the Japan Society for the Promotion of Science
2 committees ”A sectional meeting (liquid crystal material) 67th meeting, B sectional meeting 59th
It is described in the materials of the Joint Study Group.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、既述したカ
イラルスメクチック液晶組成物を使用したアクティブマ
トリクス液晶素子においては、スメクチック液晶におけ
るイオンあるいはチャージの影響は現在全く明確でな
い。特に、電圧に応じて透過光量が可変である特性を階
調表現として利用する素子であるＶ字応答性液晶素子に
おいては何ら知見が得られていないのが現状である。However, in an active matrix liquid crystal device using the above-described chiral smectic liquid crystal composition, the influence of ions or charges on the smectic liquid crystal is not clear at present. In particular, at present, no knowledge has been obtained of a V-shaped responsive liquid crystal element, which is an element that utilizes a characteristic in which the amount of transmitted light is variable according to a voltage as a gradation expression.

【００１３】本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、イオンあるいはチャージの影響を軽減し、
残像等のないスイッチング特性の良い（アクティブマト
リクス）液晶素子及びこれを備えた液晶装置を提供する
ことを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above prior art, and reduces the effects of ions or charges.
It is an object of the present invention to provide a (active matrix) liquid crystal element having good switching characteristics without residual images and a liquid crystal device having the same.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、カイラルスメ
クチック液晶と、前記液晶を挟持すると共に該液晶に電
圧を印加する電極を備えた一対の基板と、を備え、前記
液晶は、炭素Ｃ、水素Ｈ、フッ素Ｆ、窒素Ｎ、酸素Ｏ以
外の元素を含まず、かつ酸素Ｏを含むとき該酸素Ｏはエ
ーテル結合としてのみ有り、窒素Ｎを含むとき該窒素Ｎ
はピリミジン環部にのみ有り、カイラル部があるときフ
ッ素カイラルか、ＣＦ₃ カイラルか、ＣＨ₃ カイラルか
である液晶性化合物のみから成ることを特徴とするもの
である。According to the present invention, there is provided a chiral smectic liquid crystal, and a pair of substrates provided with an electrode for sandwiching the liquid crystal and applying a voltage to the liquid crystal, wherein the liquid crystal comprises carbon C, When containing no element other than hydrogen H, fluorine F, nitrogen N, and oxygen O, and containing oxygen O, the oxygen O exists only as an ether bond, and when containing nitrogen N, the nitrogen N
Is characterized in that it is present only in the pyrimidine ring portion, and when it has a chiral portion, it is composed of only a liquid crystalline compound that is a fluorine chiral, CF ₃ chiral, or CH ₃ chiral.

【００１５】また本発明は、前記液晶は前記電圧に応じ
て透過光量が可変である特性を有していることを特徴と
するものである。Further, the present invention is characterized in that the liquid crystal has a characteristic that the amount of transmitted light is variable according to the voltage.

【００１６】また本発明は、前記液晶は、電圧無印加時
では該液晶の平均分子軸が単安定化された第１の状態を
示し、第１の極性の電圧印加時には該液晶の平均分子軸
は印加電圧の大きさに応じた角度で前記単安定化された
位置から一方の側にチルトし、前記第１の極性とは逆極
性の第２の極性の電圧印加時には該液晶の平均分子軸は
該単安定化された位置から第１の極性の電圧を印加した
ときとは逆側にチルトすると共に、前記第１の極性の電
圧印加時と第２の極性の電圧印加時の液晶の平均分子軸
の、前記第１の状態における単安定化された位置を基準
とした最大チルト状態のチルトの角度がそれぞれ等しい
Ｖ字タイプのスイッチングをするものであることを特徴
とするものである。Further, according to the present invention, the liquid crystal shows a first state in which the average molecular axis of the liquid crystal is monostable when no voltage is applied, and the average molecular axis of the liquid crystal is applied when a voltage of the first polarity is applied. Is tilted to one side from the mono-stabilized position at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage, and when a voltage having a second polarity opposite to the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is Is tilted from the mono-stabilized position to the side opposite to the case where a voltage of the first polarity is applied, and the average of the liquid crystal when the voltage of the first polarity is applied and when the voltage of the second polarity is applied. V-type switching in which the tilt angles in the maximum tilt state with respect to the mono-stabilized position in the first state of the molecular axis are equal to each other is characterized.

【００１７】また本発明は、前記液晶は誘電率が６以下
であることを特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that the liquid crystal has a dielectric constant of 6 or less.

【００１８】また本発明は、前記液晶性化合物としてフ
ェニルピリミジン骨格を有する化合物を使用することを
特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that a compound having a phenylpyrimidine skeleton is used as the liquid crystal compound.

【００１９】また本発明は、前記液晶は自発分極を有す
るものであることを特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that the liquid crystal has spontaneous polarization.

【００２０】また本発明は、前記液晶にアルミナ微粒子
を混在させたことを特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that alumina fine particles are mixed in the liquid crystal.

【００２１】また本発明は、前記一対の基板の少なくと
も一方は前記液晶を配向させると共にポリイミドにより
形成された一軸配向制御層を有していることを特徴とす
るものである。Further, the present invention is characterized in that at least one of the pair of substrates has a uniaxial alignment control layer formed of polyimide while aligning the liquid crystal.

【００２２】また本発明は、前記液晶をアクティブ駆動
するよう前記電極に単結晶シリコントランジスタ、薄膜
トランジスタあるいは非線型能動素子のいずれかを接続
したことを特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that any one of a single crystal silicon transistor, a thin film transistor and a non-linear active element is connected to the electrode so as to actively drive the liquid crystal.

【００２３】また本発明は、液晶素子と、該液晶素子を
駆動する駆動回路を備えた液晶装置において、前記液晶
素子は前記請求項１乃至９のいずれかに記載のものであ
ることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a liquid crystal device comprising a liquid crystal element and a driving circuit for driving the liquid crystal element, wherein the liquid crystal element is one according to any one of claims 1 to 9. Is what you do.

【００２４】また本発明は、前記液晶素子の背部に光源
を配したことを特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that a light source is arranged behind the liquid crystal element.

【００２５】また本発明のように、一対の基板により挟
持する液晶として、炭素Ｃ、水素Ｈ、フッ素Ｆ、窒素
Ｎ、酸素Ｏ以外の元素を含まず、かつ酸素を含むとき該
酸素はエーテル結合としてのみ有り、窒素を含むとき該
窒素はピリミジン環部にのみ有り、カイラル部があると
きフッ素カイラルか、ＣＦ₃ カイラルか、ＣＨ₃ カイラ
ルかである液晶性化合物のみから成るカイラルスメクチ
ック液晶を用いると共に、この基板に設けられた電極に
より電圧を印加して液晶を駆動する。Further, as in the present invention, when the liquid crystal sandwiched between the pair of substrates does not contain elements other than carbon C, hydrogen H, fluorine F, nitrogen N, and oxygen O, and contains oxygen, the oxygen forms an ether bond. And a chiral smectic liquid crystal consisting of only a liquid crystal compound that is a fluorine chiral, CF ₃ chiral, or CH ₃ chiral when there is a chiral moiety. The liquid crystal is driven by applying a voltage from electrodes provided on the substrate.

【００２６】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【００２７】図１は本発明の実施の形態に係る液晶素子
の構成を示す断面図であり、同図において、１は液晶
（組成物）からなる液晶層であり、液晶としてカイラル
スメクチック液晶を用いる場合、通常、強誘電相の安定
性を実現させるため、この液晶層１の層厚は５μｍ以下
が好ましい。また、２ａ，２ｂは基板であり、ガラス、
プラスチック等が用いられる。３ａ，３ｂはＩＴＯ等の
透明電極、５はシール材、８ａ，８ｂは偏光板、９は光
源である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a liquid crystal layer composed of a liquid crystal (composition), and a chiral smectic liquid crystal is used as the liquid crystal. In this case, usually, the thickness of the liquid crystal layer 1 is preferably 5 μm or less in order to realize the stability of the ferroelectric phase. Also, 2a and 2b are substrates, glass,
Plastic or the like is used. 3a and 3b are transparent electrodes such as ITO, 5 is a sealing material, 8a and 8b are polarizing plates, and 9 is a light source.

【００２８】また、４ａ，４ｂは配向制御膜であり、少
なくとも一方の配向制御膜は一軸配向制御膜である。な
お、一軸配向制御膜の形成方法としては、例えば基板上
に溶液塗工又は蒸着あるいはスパッタリング等により、
一酸化珪素、二酸化珪素、酸化アルミニウム、ジルコニ
ア、フッ化マグネシウム、酸化セリウム、フッ化セリウ
ム、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ素窒化物な
どの無機物や、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポ
リイミドアミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリエス
テルイミド、ポリパラキシレン、ポリカーボネート、ポ
リビニルアセタール、ポリビニルクロライド、ポリスチ
レン、ポリシロキサン、セルロース樹脂、メラミン樹
脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂などの有機物を用いて被
膜形成したのち、表面をビロード、布あるいは紙等の繊
維状のもので摺擦（ラビング）することにより得られ
る。Reference numerals 4a and 4b denote orientation control films, and at least one of the orientation control films is a uniaxial orientation control film. Incidentally, as a method of forming the uniaxial orientation control film, for example, by solution coating or evaporation or sputtering on the substrate,
Inorganic substances such as silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, After forming a film using an organic substance such as polyesterimide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene, polysiloxane, cellulose resin, melamine resin, urea resin, and acrylic resin, the surface is velvet, cloth or paper, etc. By rubbing with a fibrous material.

【００２９】また、ＳｉＯ等の酸化物あるいは窒化物な
どを基板の斜方から蒸着する斜方蒸着法なども用いられ
得る。さらに、このほかにショート防止層を設けること
も可能である。Further, an oblique vapor deposition method in which an oxide or a nitride such as SiO is vapor-deposited from an oblique direction of the substrate may be used. Further, it is also possible to provide a short prevention layer in addition to the above.

【００３０】特に、より良好な一軸配向性を得るために
ポリイミドラビング膜を一軸配向制御膜として用いるこ
とが好ましい。ここで、通常ポリイミドはポリアミック
酸の形で塗膜し、焼成することで得られる。なお、ポリ
アミック酸は溶剤に易溶解性であるため生産性に優れ
る。さらに、最近では溶剤に可溶なポリイミドも生産さ
れており、そういった技術の進歩の上からもポリイミド
は、より良好な一軸配向性を得られ、高い生産性を有す
る点で好ましく用いられる。In particular, it is preferable to use a polyimide rubbing film as a uniaxial orientation control film in order to obtain better uniaxial orientation. Here, the polyimide is usually obtained by coating and baking in the form of a polyamic acid. In addition, polyamic acid is excellent in productivity because it is easily soluble in a solvent. Further, recently, a polyimide soluble in a solvent has also been produced, and from the viewpoint of such technological advances, polyimide is preferably used because it can obtain better uniaxial orientation and has high productivity.

【００３１】また図２は、図１に示す構成を一画素とす
る能動素子の一例を示すものであり、同図において、４
１、４２は、一対の透明基板（例えばガラス基板）であ
り、この透明基板４１，４２のうち、下側基板４１には
透明な画素電極４３と画素電極４３に接続されたアクテ
ィブ素子４４とがマトリクス状に形成されている。FIG. 2 shows an example of an active element having the configuration shown in FIG. 1 as one pixel.
Reference numerals 1 and 42 denote a pair of transparent substrates (for example, glass substrates). Of the transparent substrates 41 and 42, the lower substrate 41 includes a transparent pixel electrode 43 and an active element 44 connected to the pixel electrode 43. They are formed in a matrix.

【００３２】なお、このアクティブ素子４４としては、
アモルファスシリコンベース、ポリシリコンタイプ、あ
るいはμクリスタルベース、単結晶シリコン等の半導体
を用いたＴＦＴと言われる薄膜トランジスタから構成さ
れる。また、このアクティブ素子４４は基板４１上に形
成された不図示のゲート電極と、ゲート電極を覆う不図
示のゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成された不図
示の半導体層と、半導体層の上に形成された不図示のソ
ース電極及びドレイン電極とを有している。The active element 44 includes:
It is composed of a thin film transistor called a TFT using a semiconductor such as an amorphous silicon base, a polysilicon type, a μ crystal base, and single crystal silicon. The active element 44 includes a gate electrode (not shown) formed on the substrate 41, a gate insulating film (not shown) covering the gate electrode, a semiconductor layer (not shown) formed on the gate insulating film, and a semiconductor layer (not shown). And a source electrode and a drain electrode (not shown) formed thereon.

【００３３】一方、この下基板４１には図３に示すよう
に画素電極４３の行間にゲートライン（走査ライン）４
５が、また画素電極４３の列間に情報信号ライン４６が
それぞれ配線されている。そして、各ＴＦＴ４４のゲー
ト電極は対応するゲートライン４５に接続され、ドレイ
ン電極は対応する情報信号ライン４６に接続されてい
る。On the other hand, as shown in FIG. 3, a gate line (scanning line) 4 is provided between the rows of the pixel electrodes 43 on the lower substrate 41.
5, and information signal lines 46 are arranged between the columns of the pixel electrodes 43, respectively. The gate electrode of each TFT 44 is connected to the corresponding gate line 45, and the drain electrode is connected to the corresponding information signal line 46.

【００３４】さらに、各ゲートライン４５は端部４５ａ
を介し、ゲート信号を印加してゲートライン４５をスキ
ャンする行ドライバ３１に接続され、各情報信号ライン
４６は端部４６ａを介し、表示データに対応する信号を
情報信号ライン４６に印加する列ドライバ３２に接続さ
れる。Further, each gate line 45 has an end 45a.
Are connected to a row driver 31 for applying a gate signal to scan a gate line 45, and each information signal line 46 applies a signal corresponding to display data to the information signal line 46 via an end 46a. 32.

【００３５】なお、ゲートライン４５は端部４５ａを除
いてＴＦＴ４４のゲート絶縁膜で覆われており、情報信
号ライン４６はこのゲート絶縁膜の上に形成されてい
る。また、画素電極４３はゲート絶縁膜の上に形成され
ており、その一端部においてＴＦＴ４４のソース電極に
接続されている。The gate line 45 is covered with the gate insulating film of the TFT 44 except for the end 45a, and the information signal line 46 is formed on the gate insulating film. The pixel electrode 43 is formed on the gate insulating film, and is connected at one end to the source electrode of the TFT 44.

【００３６】一方、図２の上側の基板４２には下側の基
板４１の各画素電極４３と対向する透明電極４７が形成
されている。ここで、この対向電極４７は表示領域全体
にわたる面積の１枚の電極から構成され、基準電圧が印
加されている。そして、画素電極４３に印加される情報
信号電圧に応じて透過率が変化し、階調表現を行なうこ
とができる。また、画素毎に補助容量となるコンデンサ
が配置されることが良く行われる。On the other hand, on the upper substrate 42 in FIG. 2, a transparent electrode 47 facing each pixel electrode 43 of the lower substrate 41 is formed. Here, the counter electrode 47 is formed of one electrode having an area covering the entire display area, and a reference voltage is applied. Then, the transmittance changes in accordance with the information signal voltage applied to the pixel electrode 43, and gradation expression can be performed. In addition, a capacitor serving as an auxiliary capacitance is often arranged for each pixel.

【００３７】なお、同図において、１８、１９は配向制
御膜、２０はシール部材、２１は液晶、２２はスペーサ
である。また、２３、２４はクロスニコルに配された偏
光板である。In the figure, reference numerals 18 and 19 denote alignment control films, reference numeral 20 denotes a sealing member, reference numeral 21 denotes a liquid crystal, and reference numeral 22 denotes a spacer. Reference numerals 23 and 24 denote polarizing plates arranged in crossed Nicols.

【００３８】なお、電極として単結晶シリコントランジ
スタあるいは多結晶シリコンあるいはアモルファスシリ
コンを使用した薄膜トランジスタを用いることが実用上
あるいは特性上好ましい。また、非線型能動素子として
ＭＩＭ等を使用することも可能である。It is preferable in practical use or characteristics to use a single crystal silicon transistor or a thin film transistor using polycrystalline silicon or amorphous silicon as an electrode. It is also possible to use MIM or the like as a non-linear active element.

【００３９】ところで、本液晶素子においては、双安定
性を有する強誘電液晶であるカイラルスメクチック液
晶、デフォームドヘリックスＦＬＣ、ツイストスメクチ
ックＦＬＣ、単安定表面安定化ＦＬＣ、高分子液晶安定
化ＦＬＣ、反強誘電液晶、Ｖ字タイプスイッチングの反
強誘電液晶等が用いられる。In the present liquid crystal device, a chiral smectic liquid crystal which is a bistable ferroelectric liquid crystal, a deformed helix FLC, a twist smectic FLC, a monostable surface stabilized FLC, a polymer liquid crystal stabilized FLC, A ferroelectric liquid crystal, a V-shaped switching antiferroelectric liquid crystal, or the like is used.

【００４０】なお、これらの液晶は自発分極をスイッチ
ングトルクとしているため高速液晶素子を実現すること
ができる。そして、この中で階調表現能力の点で単安定
表面安定化ＦＬＣが、また階調表現能力の点と自発分極
のない反強誘電状態を安定状態として用いる点で、電圧
無印加時では液晶の平均分子軸が単安定化された第１の
状態を示し、第１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単安定化された
位置から一方の側にチルトし、第１の極性とは逆極性の
第２の極性の電圧印加時には液晶の平均分子軸は単安定
化された位置から第１の極性の電圧を印加したときとは
逆側にチルトすると共に、第１の極性の電圧印加時と第
２の極性の電圧印加時の液晶の平均分子軸の、第１の状
態における単安定化された位置を基準とした最大チルト
状態のチルトの角度がそれぞれ等しいＶ字タイプスイッ
チングの反強誘電液晶が特に好ましく用いられる。Since these liquid crystals use the spontaneous polarization as a switching torque, a high-speed liquid crystal element can be realized. Among them, the monostable surface-stabilized FLC in terms of gradation expression ability, and the fact that the antiferroelectric state without spontaneous polarization is used as a stable state in terms of gradation expression ability, and the liquid crystal is used when no voltage is applied. Shows a first state in which the average molecular axis of the liquid crystal is mono-stabilized, and when a voltage of the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is shifted from one of the mono-stabilized positions at an angle corresponding to the magnitude of the applied voltage. When a voltage of the second polarity, which is opposite to the first polarity, is applied to the liquid crystal, the average molecular axis of the liquid crystal is shifted from the monostable position to the opposite side of the voltage when the voltage of the first polarity is applied. In addition to the tilt, the tilt of the maximum tilt state of the average molecular axis of the liquid crystal when the voltage of the first polarity and the voltage of the second polarity are applied with respect to the mono-stabilized position in the first state. Especially V-type switching antiferroelectric liquid crystal with the same angle It used Mashiku.

【００４１】さらに、本液晶素子においては、カイラル
スメクチック液晶組成物としてＣＨＦＮＯ以外の元素を
含まず、かつ酸素を含むとき酸素はエーテル結合として
のみ有り、窒素がある場合、窒素はピリミジン環部にの
み有り、カイラル部がある場合はフッ素カイラルか、Ｃ
Ｆ₃ カイラルか、ＣＨ₃ カイラルかである液晶性化合物
のみから成るカイラルスメクチック液晶組成物を使用し
ている。Furthermore, in the present liquid crystal device, the chiral smectic liquid crystal composition does not contain any element other than CHFNO, and when oxygen is contained, oxygen is present only as an ether bond. When nitrogen is present, nitrogen is present only in the pyrimidine ring. Yes, if there is a chiral part, it is fluorine chiral or C
A chiral smectic liquid crystal composition comprising only a liquid crystal compound that is F ₃ chiral or CH ₃ chiral is used.

【００４２】そして、このようなカイラルスメクチック
液晶組成物を用いることにより、高速応答性と高画質化
を実現すると共に、イオンあるいはチャージの影響を軽
減し、残像等のないスイッチング特性の良いアクティブ
マトリクス素子を提供することができる。By using such a chiral smectic liquid crystal composition, high-speed response and high image quality can be realized, the influence of ions or charges is reduced, and an active matrix element having good switching characteristics without afterimages and the like is provided. Can be provided.

【００４３】なお、このように窒素、酸素という元素を
利用できる点について、発明者らは、このような構成の
液晶の場合、スメクチック液晶中におけるイオンあるい
はチャージのモビリティーが低くなると共に、ＴＮ液晶
における１０以上あるというような大きな誘電率を持た
ず、小さな誘電率を持つことによるイオンあるいはチャ
ージ親和性の低下が原因と考えている。Regarding the fact that elements such as nitrogen and oxygen can be used, the inventors of the present invention have found that, in the case of a liquid crystal having such a structure, the mobility of ions or charges in a smectic liquid crystal is low and the liquid crystal in a TN liquid crystal is not. It is considered that the ion or charge affinity is lowered due to having a small dielectric constant without having a large dielectric constant of 10 or more.

【００４４】ところで、イオンあるいはチャージ親和性
を低下させる必要から、本発明に用いられる酸素を持つ
場合にはカルボニル等の高分極率の構造を排除する必要
があり、エーテル結合としてのみ使用されなければなら
ない。また、窒素を使用する場合においても、アミン、
アミド等の高分極率の構造を排除する必要があり、ピリ
ミジン構造に限定される必要がある。Since it is necessary to reduce the ion or charge affinity, it is necessary to eliminate the structure having a high polarizability such as carbonyl when oxygen is used in the present invention. No. Also, when using nitrogen, amines,
It is necessary to exclude a structure having a high polarizability such as an amide, and it is necessary to limit the structure to a pyrimidine structure.

【００４５】なお、このピリミジン構造は、近隣部に環
構造が来ることが望ましく、それにより、両窒素部の分
極率が比較的高い不対電子対部が外部から遮蔽されるた
め好ましい。特に、隣接部にフェニル構造が存在する場
合、共鳴安定効果のため、ピリミジン環とフェニル環が
同一平面に来る立体構造が安定化され、なおさら両窒素
部の分極率比較的高い不対電子対部が外部から遮赦さ
れ、該不対電子対の塩基性が大きく減少するため、イオ
ンあるいはチャージとの親和性が大きく減少し、特に好
ましい。The pyrimidine structure is preferable because a ring structure is desirably provided in the vicinity thereof, whereby an unpaired electron pair having relatively high polarizability of both nitrogen portions is shielded from the outside. In particular, when a phenyl structure is present in the adjacent part, the three-dimensional structure in which the pyrimidine ring and the phenyl ring are coplanar is stabilized due to the resonance stabilizing effect, and the polarizability of both nitrogen parts is relatively high. Is rejected from the outside, and the basicity of the unpaired electron pair is greatly reduced. Therefore, the affinity for ions or charges is greatly reduced, which is particularly preferable.

【００４６】また、本発明のカイラルスメクチック液晶
組成物中に用いられるカイラル化合物としては、カイラ
ル部は普通、スイッチングスピードをあげるため、大き
な自発分極を持つことが望まれるが、上述してきた理由
により、自発分極に寄与するダイポールは大きいが、原
子半径の小さいため分極率の小さなＦ素カイラルが用い
られることが必要である。また、同様の理由から、本発
明に用いられる液晶の誘電率はイオンあるいはチャージ
との親和性を抑制できる点で６以下であることが好まし
い。As the chiral compound used in the chiral smectic liquid crystal composition of the present invention, the chiral portion is generally desired to have a large spontaneous polarization in order to increase the switching speed. Although the dipole that contributes to spontaneous polarization is large, it is necessary to use an F element chiral having a small polarizability because the atomic radius is small. For the same reason, the dielectric constant of the liquid crystal used in the present invention is preferably 6 or less from the viewpoint that the affinity for ions or charges can be suppressed.

【００４７】以上の観点から、以下の化学式、表及び一
般式に例示される液晶化合物が本発明のカイラルスメク
チック液晶組成物中に用いられる化合物として好適であ
るが、本例示は本発明を少しも限定するものではない。From the above viewpoints, the liquid crystal compounds exemplified by the following chemical formulas, tables and general formulas are suitable as the compounds used in the chiral smectic liquid crystal composition of the present invention. It is not limited.

【００４８】[0048]

【化１】 Embedded image

【００４９】[0049]

【化２】 Embedded image

【００５０】[0050]

【化３】 Embedded image

【００５１】[0051]

【化４】 Embedded image

【００５２】[0052]

【化５】 Embedded image

【００５３】[0053]

【化６】 Embedded image

【００５４】[0054]

【化７】 Embedded image

【００５５】[0055]

【化８】 Embedded image

【００５６】[0056]

【化９】 Embedded image

【００５７】[0057]

【化１０】 Embedded image

【００５８】[0058]

【化１１】 Embedded image

【００５９】[0059]

【化１２】 Embedded image

【００６０】[0060]

【化１３】 Embedded image

【００６１】[0061]

【化１４】 Embedded image

【００６２】[0062]

【化１５】 Embedded image

【００６３】[0063]

【化１６】 Embedded image

【００６４】[0064]

【化１７】 Embedded image

【００６５】[0065]

【化１８】 Embedded image

【００６６】[0066]

【化１９】 Embedded image

【００６７】[0067]

【化２０】 Embedded image

【００６８】[0068]

【化２１】 Embedded image

【００６９】[0069]

【化２２】 Embedded image

【００７０】[0070]

【化２３】 Embedded image

【００７１】[0071]

【化２４】 Embedded image

【００７２】[0072]

【化２５】 Embedded image

【００７３】[0073]

【化２６】 Embedded image

【００７４】[0074]

【化２７】 Embedded image

【００７５】[0075]

【表１】 [Table 1]

【００７６】[0076]

【表２】 [Table 2]

【００７７】[0077]

【表３】 [Table 3]

【００７８】[0078]

【表４】 [Table 4]

【００７９】[0079]

【表５】 [Table 5]

【００８０】[0080]

【表６】 [Table 6]

【００８１】[0081]

【化２８】一般式 なお、上記式Ｒ² ，Ａ² ，Ａ³ ，Ａ⁴ ，Ｘ³ 等の値は次
の表１に示すとおりである。Embedded image The values of the above formulas R ² , A ² , A ³ , A ⁴ , X ^{3 and the} like are as shown in Table 1 below.

【００８２】[0082]

【表７】 なお、上記表１で用いた略号は以下に示すとおりであ
る。[Table 7] The abbreviations used in Table 1 are as follows.

【００８３】[0083]

【化２９】 なお、以上例示されている化合物は、特にポリイミドを
配向制御層として用いることで良好な一軸配向性を付与
されることから、一軸配向制御膜として既述したように
ポリイミドが好適に用いられる。さらに、ポリイミドと
しては、同じ理由でメチレン鎖構造を有するものが好ま
しく用いられる。Embedded image In addition, since the compound exemplified above is given a good uniaxial orientation by using polyimide as the orientation control layer, polyimide is preferably used as described above as the uniaxial orientation control film. Further, a polyimide having a methylene chain structure is preferably used for the same reason.

【００８４】また、イオン性、極性の不純物を除去して
使用することが望ましいという意味で、本発明のカイラ
ルスメクチック液晶に使用される化合物は昇華あるいは
蒸留精製、または、アルミナクロマトグラフィーにより
精製されていたり、アルミナ微粒子と混在させて使用さ
れたりすることが好ましい。The compounds used in the chiral smectic liquid crystal of the present invention are preferably purified by sublimation or distillation purification, or alumina chromatography, in the sense that it is desirable to remove ionic and polar impurities before use. It is preferable to use it in combination with alumina fine particles.

【００８５】一方、図４は、このような液晶素子を表示
パネル部に使用した液晶装置の一例である液晶表示装置
のブロック構成図であり、この液晶表示装置は、同図及
び図５に示した走査線アドレス情報を持つ画像情報なる
データーフォーマット及びＳＹＮ信号による通信同期手
段を取ることにより、液晶組成物を自在に制御して表示
画像を得るようにしている。On the other hand, FIG. 4 is a block diagram of a liquid crystal display device which is an example of a liquid crystal device using such a liquid crystal element in a display panel portion. This liquid crystal display device is shown in FIGS. By taking communication synchronization means using a data format of image information having scanning line address information and a SYN signal, a liquid crystal composition is freely controlled to obtain a display image.

【００８６】なお、同図において、１０１は液晶表示装
置、１０２はグラフィックコントローラ、１０３は表示
パネル、１０４は走査線駆動回路、１０５は情報線駆動
回路、１０６はデコーダ、１０７は走査信号発生回路、
１０８はシフトレジスタ、１０９はラインメモリ、１１
０は情報信号発生回路、１１１は駆動制御回路、１１２
はＧＣＰＵ（中央演算処理装置）、１１３はホストＣＰ
Ｕ、１１４はＶＲＡＭ（画像情報格納用メモリ）であ
る。なお、表示パネル１０３の裏面には、光源が配置さ
れている（図１参照）。In the figure, 101 is a liquid crystal display device, 102 is a graphic controller, 103 is a display panel, 104 is a scanning line driving circuit, 105 is an information line driving circuit, 106 is a decoder, 107 is a scanning signal generation circuit,
108 is a shift register, 109 is a line memory, 11
0 is an information signal generation circuit, 111 is a drive control circuit, 112
Is a GCPU (Central Processing Unit), 113 is a host CP
U and 114 are VRAMs (memory for storing image information). Note that a light source is disposed on the back surface of the display panel 103 (see FIG. 1).

【００８７】ここで、グラフィックコントローラ１０２
は、ＧＣＰＵ１１２及びＶＲＡＭ１１４を核にホストＣ
ＰＵ１１３と液晶表示装置１０１間の画像情報の管理や
通信を司どるものであり、グラフィックコントローラ１
０２からの画像情報は、同図及び図５に示した信号転送
クロックにしたがって駆動制御回路１１１を経て情報線
駆動回路１０５に表示情報として、また走査線駆動回路
１０４に走査線アドレス情報として転送されるようにな
っている。Here, the graphic controller 102
Is the host C with the GCPU 112 and VRAM 114 at the core.
The graphic controller 1 controls the management and communication of image information between the PU 113 and the liquid crystal display device 101.
Image information 02 is transferred as display information to the information line drive circuit 105 via the drive control circuit 111 and as scan line address information to the scan line drive circuit 104 in accordance with the signal transfer clocks shown in FIGS. It has become so.

【００８８】さらに、この後、情報線駆動回路１０５に
おいては、転送された表示情報に基づき、情報信号を情
報信号発生回路１１０を介して表示パネル１０３へと転
送するようになっている。Thereafter, the information line driving circuit 105 transfers an information signal to the display panel 103 via the information signal generation circuit 110 based on the transferred display information.

【００８９】そして、この液晶表示装置は表示媒体であ
る液晶素子が前述したように良好なスイッチング特性を
有するため、優れた駆動特性、信頼性を発揮し、高精
細、高速、大面積の表示画像を得ることができる。Since the liquid crystal element, which is a display medium, has good switching characteristics as described above, this liquid crystal display device exhibits excellent driving characteristics and reliability, and provides high-definition, high-speed, large-area display images. Can be obtained.

【００９０】次に本実施の形態の実施例及び比較例につ
いて説明する。なお、本実施の形態（本発明）はこれら
の実施例に限定されるものではない。Next, examples of this embodiment and comparative examples will be described. Note that the present embodiment (the present invention) is not limited to these examples.

【００９１】〈実施例１〉 （液晶セルの作製）本実施例においては、透明電極とし
て７００ÅのＩＴＯ膜を有する厚さ１．１ｍｍの一対の
ガラス基板を用意し、この基板の透明電極上に、下記の
繰り返し単位ＰＩ−ａを有するポリイミド前駆体をスピ
ンコート法によりそれぞれ塗布した。この後、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５０Åのポリイミド被膜を得た。<Example 1> (Preparation of liquid crystal cell) In this example, a pair of 1.1 mm thick glass substrates having a 700 ° ITO film as a transparent electrode were prepared, and a transparent electrode was formed on this substrate. A polyimide precursor having the following repeating unit PI-a was applied by a spin coating method. After this, 80 ° C 5
After pre-drying for 1 minute, the mixture was baked at 200 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide film having a thickness of 50 °.

【００９２】[0092]

【化３０】 次に、これらの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。こ
こで、ラビング処理の条件は、径１０ｃｍのロールにナ
イロン（ＮＦ−７７／帝人製）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１０ｃ
ｍ／ｓｅｃ、回転数１０００ｒｐｍ、送り回数４回とし
た。Embedded image Next, the polyimide films on these substrates were subjected to a rubbing treatment with a nylon cloth as a uniaxial orientation treatment. Here, the rubbing treatment conditions were as follows: a rubbing roll in which nylon (NF-77 / manufactured by Teijin) was bonded to a roll having a diameter of 10 cm, a pushing amount of 0.3 mm, and a feeding speed of 10 c.
m / sec, the number of rotations was 1000 rpm, and the number of times of feeding was 4 times.

【００９３】次に、一方の基板上にスペーサとして平均
粒径１．４μｍ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平行（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（空セル）を得た。Next, silica beads having an average particle size of 1.4 μm were scattered as spacers on one of the substrates, and the rubbing directions of the substrates were opposed to each other so as to be parallel to each other. A cell (empty cell) was obtained.

【００９４】ここで、このセルのプレティルト角をクリ
スタルローテーション法で測定したところ２°であっ
た。Here, the pretilt angle of the cell was measured by a crystal rotation method and found to be 2 °.

【００９５】（液晶組成物の調製）次の３種類の液晶性
化合物それぞれ１９重量部／１９重量部／１重量部を使
用して液晶組成物ＬＣ−１を調製した。(Preparation of Liquid Crystal Composition) A liquid crystal composition LC-1 was prepared using 19 parts by weight / 19 parts by weight / 1 part by weight of each of the following three types of liquid crystal compounds.

【００９６】[0096]

【化３１】液晶１ Embedded image Liquid crystal 1

【００９７】[0097]

【化３２】液晶２ Embedded image Liquid crystal 2

【００９８】[0098]

【化３３】液晶３ なお、上記液晶組成物ＬＣ−１の物性パラメータは以下
のとおりである。Embedded image Liquid crystal 3 The physical property parameters of the liquid crystal composition LC-1 are as follows.

【００９９】 自発分極（３０℃）：Ｐｓ＝ ｎＣ／ｃｍ² チルト角（３０℃）：Θ＝２３．２° ＳｍＣ＊相でのらせんピッチ（３０℃）：２０μｍ以上 そして、上記のプロセスで作製した液晶セルに、この液
晶組成物ＬＣ−１を等方相の温度で注入した後、液晶を
カイラルスメクティック液晶相を示す温度まで徐冷し、
液晶素子サンプルＡを作製した。ここで、この液晶素子
サンプルＡの液晶の初期の配向状態について偏光顕微鏡
観察を行なった結果、室温（３０℃）では２つのドメイ
ンが混在した双安定状態であった。[0099] Spontaneous polarization (30 ° C.): Ps = nC / cm ² Tilt angle (30 ° C.): Θ = 23.2 ° Spiral pitch in SmC * phase (30 ° C.): 20 μm or more And the liquid crystal cell produced by the above process Then, after injecting the liquid crystal composition LC-1 at a temperature of an isotropic phase, the liquid crystal was gradually cooled to a temperature showing a chiral smectic liquid crystal phase,
A liquid crystal element sample A was produced. Here, as a result of observing the initial alignment state of the liquid crystal of the liquid crystal element sample A by a polarizing microscope, a bistable state in which two domains were mixed was found at room temperature (30 ° C.).

【０１００】（電界印加処理）次に、この液晶素子サン
プルＡに室温（３０℃）で±５０Ｖ、１０Ｈｚの矩形波
を印加して電界印加処理を行ない、偏光顕微鏡下で配向
状態の観測を行なったところ、電界印加処理前に観測さ
れた２つのドメインが混在した双安定状態から、ラビン
グ方向に最暗軸を有する均一な配向状態に変化している
ことが観測された。(Electric Field Applying Process) Next, a ± 50 V, 10 Hz rectangular wave was applied to the liquid crystal element sample A at room temperature (30 ° C.) to perform an electric field applying process, and the alignment state was observed under a polarizing microscope. As a result, it was observed that the state changed from a bistable state in which two domains observed before the electric field application treatment were mixed to a uniform alignment state having the darkest axis in the rubbing direction.

【０１０１】さらに、この電界印加処理後、液晶素子サ
ンプルＡをクロスニコル下でフォトマルチプライヤー付
き偏光顕微鏡に、ラビング方向に偏光軸をあわせ暗視野
となるように配置し、この後±１５Ｖ、０．１Ｈｚの矩
形波を印加し、この際の光学応答を観測すると、ドメイ
ンレスでスイッチングを行ない、図６に示すようなヒス
テリシスのないＶ字カーブを描くことがわかった。Further, after the electric field application treatment, the liquid crystal element sample A was placed under a crossed Nicol on a polarizing microscope equipped with a photomultiplier so that the polarization axis was aligned in the rubbing direction to provide a dark field. When a rectangular wave of 0.1 Hz was applied and the optical response at this time was observed, it was found that switching was performed without domain and a V-shaped curve without hysteresis was drawn as shown in FIG.

【０１０２】なお、この液晶素子サンプルＡの透過率が
１００％となる飽和電圧は、正極側、負極側共に約１
０．０Ｖであった。また、この液晶素子サンプルＡへの
電界印加を中止すると、最暗軸がラビング方向と同一な
均一な状態に戻った。このことから、この液晶素子サン
プルＡにおいて、分子の最安定位置はラビング方向と同
一な方向にあることが分かる。The saturation voltage at which the transmittance of the liquid crystal element sample A becomes 100% is about 1 on both the positive electrode side and the negative electrode side.
0.0V. When the application of the electric field to the liquid crystal element sample A was stopped, the darkest axis returned to the same uniform state as the rubbing direction. This indicates that in the liquid crystal element sample A, the most stable position of the molecule is in the same direction as the rubbing direction.

【０１０３】ところで、この液晶素子サンプルＡは連続
的な光学応答を示すことから、ＴＦＴアクティブマトリ
ックス駆動による振幅変調によりアナログ階調表示が可
能である。そこで、この液晶素子サンプルＡに、±７．
０Ｖ、パルス幅３０ｍｓｅｃの両極性パルスを印加しな
がら直交ニコル下での光学応答を検知し、応答速度を測
定したところ、室温（３０℃）では無電界時からマイナ
スの電圧を印加した際の黒表示状態（透過光量０％）か
ら、一方の白表示状態（同９０％）への応答速度は１．
０ｍｓｅｃであった。Since the liquid crystal element sample A exhibits a continuous optical response, analog gradation display can be performed by amplitude modulation by TFT active matrix driving. Therefore, ± 7.
The optical response was measured under crossed Nicols while applying a bipolar pulse of 0 V and a pulse width of 30 msec, and the response speed was measured. At room temperature (30 ° C.), black was observed when a negative voltage was applied from the absence of an electric field. The response speed from the display state (transmitted light amount 0%) to one white display state (90%) is 1.
It was 0 msec.

【０１０４】また、電圧の極性を反転させた際の一方の
白表示状態（同９０％）から他方の白表示状態（同９０
％）への応答速度が１．５ｍｓｅｃ、そして電圧印加を
止めた際の他方の白表示状態（同１００％）から黒表示
状態（同１０％）への緩和時間は２．０ｍｓｅｃであっ
た。このように、同じ状態へのスイッチングが非常に高
速に、かつスムーズに行われ、残像等の現象が改善され
ていた。Further, when the polarity of the voltage is inverted, one white display state (90%) and the other white display state (90%) are used.
%), And the relaxation time from the other white display state (100%) to the black display state (10%) when the voltage application was stopped was 2.0 msec. Thus, switching to the same state is performed very quickly and smoothly, and phenomena such as afterimages have been improved.

【０１０５】〈実施例２〉本実施例においては、実施例
１で用いた液晶組成物にアルミナ微粒子を１ｗｔ％混合
し、実施例１と同様な実験を行なったところ、室温（３
０℃）では無電界時からマイナスの電圧を印加した際の
黒表示状態（透過光量０％）から一方の白表示状態（同
９０％）への応答速度は１．０ｍｓｅｃ、電圧の極性を
反転させた際の一方の白表示状態（同９０％）から他方
の白表示状態（同９０％）への応答速度が１．３ｍｓｅ
ｃとなり、この場合も同じ状態へのスイッチングが非常
に高速に、かつスムーズに行われ、残像等の現象が改善
されていた。Example 2 In this example, 1 wt% of alumina fine particles were mixed with the liquid crystal composition used in Example 1, and the same experiment as in Example 1 was performed.
(0 ° C.), the response speed from a black display state (transmitted light amount 0%) to one white display state (90%) when a negative voltage is applied from the absence of an electric field is 1.0 msec, and the polarity of the voltage is inverted. At this time, the response speed from one white display state (90%) to the other white display state (90%) is 1.3 ms.
In this case, switching to the same state was performed very quickly and smoothly, and phenomena such as afterimages were improved.

【０１０６】〈実施例３〉 （液晶素子の作製）本実施例においては、厚さが１．１
ｍｍのガラス基板（２枚使用）に、透明電極として約７
０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を形成した。次に、両基板に対して
下記のような繰り返し単位を有するポリイミドの前駆体
のポリアミック酸１．８５ｗｔ％溶液を、１回目は５０
０ｒｐｍで５秒間、２回目は１５００ｒｐｍで３０秒間
の条件で回転塗布した。Example 3 (Production of Liquid Crystal Element) In this example, the thickness was 1.1
about 7 mm as a transparent electrode on a glass substrate
An ITO film having a thickness of 0 nm was formed. Next, a 1.85 wt% solution of a polyimide precursor having a repeating unit as described below in polyamic acid was applied to both substrates for 50 times.
Spin coating was performed at 0 rpm for 5 seconds and the second time at 1500 rpm for 30 seconds.

【０１０７】[0107]

【化３４】 次に、８０℃で５分間の前乾燥を行った後、２００℃で
１時間加熱焼成を施した。このときの膜厚は、３０ｎｍ
であった。この後、両基板上の配向膜に対し、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。な
お、このラビング処理は、既述した実施例１と同様の条
件にて行った。Embedded image Next, after pre-drying was performed at 80 ° C. for 5 minutes, heat baking was performed at 200 ° C. for 1 hour. The film thickness at this time is 30 nm
Met. Thereafter, the alignment films on both substrates were subjected to a rubbing treatment using a nylon cloth as a uniaxial alignment treatment. This rubbing treatment was performed under the same conditions as in Example 1 described above.

【０１０８】次に、片方の基板の表面に平均粒径２．４
μｍのシリカビーズを０．０１重量％で分散させたＩＰ
Ａ（イソプロピルアルコール）溶液を１５００ｒｐｍ、
１０ｓｅｃの条件でスピン塗布し、分散密度１００／ｍ
ｍ² 程度のビーズスペーサを散布した。Next, the average particle size of 2.4 was applied to the surface of one of the substrates.
μm silica beads dispersed at 0.01% by weight
A (isopropyl alcohol) solution at 1500 rpm,
Spin coating under conditions of 10 sec, dispersion density 100 / m
A bead spacer of about m ² was sprayed.

【０１０９】次に、この基板上に、熱硬化型の液状接着
剤を印刷法により塗工した後、２枚の基板をラビング方
向が平行方向となるようにして貼り合わせ、この後１５
０℃のオーブンで９０分間加熱硬化してセルを得た。さ
らに、このようにして作製したセル（空セル）に、下記
の構造を有すると共にアルミナカラムクロマトグラフィ
ー精製を行った液晶を等方相を示す温度で注入し、液晶
素子を作製した。Next, a thermosetting liquid adhesive is applied on this substrate by a printing method, and then the two substrates are bonded so that the rubbing directions are parallel to each other.
The cells were cured by heating in an oven at 0 ° C. for 90 minutes to obtain cells. Further, a liquid crystal having the following structure and subjected to alumina column chromatography purification was injected into the cell (empty cell) thus produced at a temperature showing an isotropic phase, thereby producing a liquid crystal element.

【０１１０】[0110]

【化３５】 ここで、この液晶化合物は、等方相からＳＡ相への転移
温度が９５度であり、６１度から結晶化温度−８．６ま
での間でＶ字応答を示した。Embedded image Here, this liquid crystal compound had a transition temperature from the isotropic phase to the SA phase of 95 degrees, and exhibited a V-shaped response from 61 degrees to the crystallization temperature of -8.6.

【０１１１】そして、このように作製された液晶素子
に、実施例１と同様に三角波を印加し、電圧−透過率特
性を測定したところ、電圧のヒステリシスははとんどな
く、残像への影響がほとんどないことを示していた。Then, a triangular wave was applied to the liquid crystal device thus manufactured in the same manner as in Example 1, and the voltage-transmittance characteristic was measured. As a result, the voltage did not show any hysteresis, and the effect on the afterimage was not observed. Showed little.

【０１１２】〈実施例４〉本実施例においては、図７に
示すように実施例１又は実施例４の液晶セル（面積０．
９ｃｍ² ）Ｓと、シリコン単結晶トランジスタ（オン抵
抗５０Ω）Ｔと、２ｎＦのセラミックコンデンサＣとを
用いてアクティブ素子を作成すると共に、３０℃で、こ
れに選択期間が１００μＳとなるようなゲイト信号を与
え、情報信号ラインからは８Ｖの電圧信号を与えて応答
特性の評価を行なった。<Embodiment 4> In the present embodiment, as shown in FIG.
9 cm ² ) S, a silicon single crystal transistor (ON resistance 50 Ω) T, and a 2 nF ceramic capacitor C to form an active element, and a gate signal at 30 ° C. for which the selection period is 100 μS. And an information signal line was supplied with a voltage signal of 8 V to evaluate response characteristics.

【０１１３】この場合、無電界時からマイナスの電圧を
印加した際の黒表示状態（透過光量０％）からも、一方
の白表示状態から他方の白表示状態（同９０％）への応
答させたときも同じ透過光量が得られ、残像等の問題は
改善されていた。In this case, from the black display state (transmitted light amount of 0%) when a negative voltage is applied from the absence of the electric field, the response from one white display state to the other white display state (90%) is performed. In this case, the same amount of transmitted light was obtained, and the problem such as an afterimage was improved.

【０１１４】また、実施例１又は実施例４の液晶組成物
の誘電率（０．５Ｖサイン波、１０ｋＨｚ）は垂直成
分、平行成分共に６以下であった。The dielectric constant (0.5 V sine wave, 10 kHz) of the liquid crystal composition of Example 1 or Example 4 was 6 or less for both the vertical component and the parallel component.

【０１１５】次に、比較例について説明する。Next, a comparative example will be described.

【０１１６】〈比較例〉以下の化合物をそれぞれ実施例
１の組成物に１０ｗｔ％外添した組成物を調製し、実施
例１と同様の測定を行なった。その結果、いずれの場合
も黒状態からのスイッチングスピードに比べ、一方の白
状態からもう一方の白状態へのスピードが５倍以上遅れ
た現象が観測され、残像となった。<Comparative Example> A composition was prepared by externally adding the following compounds to the composition of Example 1 at 10 wt%, and the same measurement as in Example 1 was carried out. As a result, in each case, a phenomenon was observed in which the speed from one white state to the other white state was delayed by more than 5 times as compared with the switching speed from the black state, resulting in an afterimage.

【０１１７】[0117]

【化３６】 また以下の化合物を実施例１の組成物に５ｗｔ％外添し
たものを同様に評価したところ、同じような欠点があら
われた。Embedded image When the following compound was externally added to the composition of Example 1 at 5 wt%, the same defect was found.

【０１１８】[0118]

【化３７】 また、次の化合物を同様に２０％添加した組成物につい
ても実施例１と同様の測定を行なった。その結果、黒状
態からのスイッチングスピードに比べ、一方の白状態か
らもう一方の白状態へのスピードが１０倍以上遅れた現
象が観測され、残像となった。この組成物の誘電率の垂
直成分は６．８であった。Embedded image In addition, the same measurement as in Example 1 was performed for a composition to which the following compound was similarly added at 20%. As a result, a phenomenon in which the speed from one white state to the other white state was delayed by 10 times or more compared to the switching speed from the black state was observed, resulting in an afterimage. The vertical component of the dielectric constant of this composition was 6.8.

【０１１９】[0119]

【化３８】 Embedded image

【０１２０】[0120]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、液
晶として、炭素Ｃ、水素Ｈ、フッ素Ｆ、窒素Ｎ、酸素Ｏ
以外の元素を含まず、かつ酸素を含むとき該酸素はエー
テル結合としてのみ有り、窒素を含むとき該窒素はピリ
ミジン環部にのみ有り、カイラル部があるときフッ素カ
イラルか、ＣＦ₃ カイラルか、ＣＨ₃ カイラルかである
液晶性化合物のみから成るカイラルスメクチック液晶を
用いることにより、イオンあるいはチャージの影響を軽
減することができる。これにより、スイッチング特性が
良好で残像がなく、配向性に優れ、自発分極が小さくか
つ高速応答性を有する高画質、高精細の液晶素子及びこ
れを備えた液晶装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, carbon C, hydrogen H, fluorine F, nitrogen N, oxygen O
When there is no other element, and when oxygen is contained, the oxygen is present only as an ether bond, when nitrogen is contained, the nitrogen is present only in the pyrimidine ring portion, and when there is a chiral portion, a fluorine chiral, CF ₃ chiral, CH ₃ By using a chiral smectic liquid crystal composed of only a liquid crystal compound that is _three chiral, the influence of ions or charges can be reduced. Accordingly, it is possible to provide a high-quality, high-definition liquid crystal element having good switching characteristics, no afterimage, excellent alignment, small spontaneous polarization, and high-speed response, and a liquid crystal device having the same.

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

【図１】本発明の実施の形態に係る液晶素子の構成を示
す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a liquid crystal element according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す構成を一画素として用いる能動素子
の構成を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of an active element using the configuration shown in FIG. 1 as one pixel.

【図３】上記液晶素子の一方の基板の上視図。FIG. 3 is a top view of one substrate of the liquid crystal element.

【図４】上記液晶素子を備えた液晶装置のブロック構成
図。FIG. 4 is a block diagram of a liquid crystal device including the liquid crystal element.

【図５】上記液晶装置における表示装置とグラフィック
コントローラとの間の画像情報通信タイミングチャー
ト。FIG. 5 is a timing chart of image information communication between a display device and a graphic controller in the liquid crystal device.

【図６】本実施の形態の実施例１で用いた液晶の光学応
答を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an optical response of a liquid crystal used in Example 1 of the present embodiment.

【図７】本実施の形態の実施例１で作製したアクティブ
（能動）素子の回路図。FIG. 7 is a circuit diagram of an active element manufactured in Example 1 of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 液晶層 ２ａ，２ｂ 基板 ３ａ，３ｂ 透明電極 ９ 光源 ２１ 液晶 ４１，４２ 透明基板 ４４ アクティブ素子 １０１ 液晶表示装置 １０３ 表示パネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal layer 2a, 2b Substrate 3a, 3b Transparent electrode 9 Light source 21 Liquid crystal 41, 42 Transparent substrate 44 Active element 101 Liquid crystal display device 103 Display panel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 康志 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 中村 真一 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 野口 幸治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 羽生 由紀夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 滝口 隆雄 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） 2H093 NA16 NA53 NC21 NC22 NC29 NC34 NC38 NC49 ND12 NE04 NE06 NF17 NF19 NF20 NH03 4H027 BA06 BC04 DE01 DE09 DQ02 5C094 AA05 AA13 AA31 AA53 AA54 BA03 BA49 CA19 EA04 EA05 EA07 FB01 FB02 FB20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yasushi Shimizu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Shinichi Nakamura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Koji Noguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Yukio Hanyu 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. ( 72) Inventor Takao Takiguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 2H093 NA16 NA53 NC21 NC22 NC29 NC34 NC38 NC49 ND12 NE04 NE06 NF17 NF19 NF20 NH03 4H027 BA06 BC04 DE01 DE09 DQ02 5C094 AA05 AA13 AA31 AA53 AA54 BA03 BA49 CA19 EA04 EA05 EA07 FB01 FB02 FB20

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 カイラルスメクチック液晶と、 前記液晶を挟持すると共に該液晶に電圧を印加する電極
を備えた一対の基板と、 を備え、 前記液晶は、炭素Ｃ、水素Ｈ、フッ素Ｆ、窒素Ｎ、酸素
Ｏ以外の元素を含まず、かつ酸素Ｏを含むとき該酸素Ｏ
はエーテル結合としてのみ有り、窒素Ｎを含むとき該窒
素Ｎはピリミジン環部にのみ有り、カイラル部があると
きフッ素カイラルか、ＣＦ₃ カイラルか、ＣＨ₃ カイラ
ルかである液晶性化合物のみから成ることを特徴とする
液晶素子。1. A liquid crystal comprising: a chiral smectic liquid crystal; and a pair of substrates provided with electrodes for sandwiching the liquid crystal and applying a voltage to the liquid crystal, wherein the liquid crystal includes carbon C, hydrogen H, fluorine F, and nitrogen N. Contains no oxygen other than oxygen O and contains oxygen O,
Is present only as an ether bond, when nitrogen N is present, the nitrogen N is present only in the pyrimidine ring part, and when there is a chiral part, it consists only of a liquid crystalline compound which is a fluorine chiral, CF ₃ chiral or CH ₃ chiral. A liquid crystal device characterized by the above-mentioned. 【請求項２】 前記液晶は前記電圧に応じて透過光量が
可変である特性を有していることを特徴とする請求項１
記載の液晶素子。2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal has a characteristic that the amount of transmitted light is variable according to the voltage.
The liquid crystal element according to the above. 【請求項３】 前記液晶は、電圧無印加時では該液晶の
平均分子軸が単安定化された第１の状態を示し、第１の
極性の電圧印加時には該液晶の平均分子軸は印加電圧の
大きさに応じた角度で前記単安定化された位置から一方
の側にチルトし、前記第１の極性とは逆極性の第２の極
性の電圧印加時には該液晶の平均分子軸は該単安定化さ
れた位置から第１の極性の電圧を印加したときとは逆側
にチルトすると共に、前記第１の極性の電圧印加時と第
２の極性の電圧印加時の液晶の平均分子軸の、前記第１
の状態における単安定化された位置を基準とした最大チ
ルト状態のチルトの角度がそれぞれ等しいＶ字タイプの
スイッチングをするものであることを特徴とする請求項
１又は２記載の液晶素子。3. The liquid crystal shows a first state in which, when no voltage is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is monostable, and when a voltage of the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal becomes an applied voltage. Tilted to one side from the mono-stabilized position at an angle corresponding to the size of the liquid crystal, and when a voltage of a second polarity having a polarity opposite to the first polarity is applied, the average molecular axis of the liquid crystal is changed to a value corresponding to the single polarity. The liquid crystal tilts from the stabilized position to the opposite side from the time when the voltage of the first polarity is applied, and the average molecular axis of the liquid crystal when the voltage of the first polarity is applied and when the voltage of the second polarity is applied. , The first
3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein V-type switching is performed in which the tilt angles in the maximum tilt state are equal to each other with reference to the mono-stabilized position in the state. 【請求項４】 前記液晶は誘電率が６以下であることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶素
子。4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal has a dielectric constant of 6 or less. 【請求項５】 前記液晶性化合物としてフェニルピリミ
ジン骨格を有する化合物を使用することを特徴とする請
求項１記載の液晶素子。5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a compound having a phenylpyrimidine skeleton is used as the liquid crystal compound. 【請求項６】 前記液晶は自発分極を有するものである
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液
晶素子。6. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal has spontaneous polarization. 【請求項７】 前記液晶にアルミナ微粒子を混在させた
ことを特徴とする請求項１記載の液晶素子。7. The liquid crystal device according to claim 1, wherein alumina fine particles are mixed in the liquid crystal. 【請求項８】 前記一対の基板の少なくとも一方は前記
液晶を配向させると共にポリイミドにより形成された一
軸配向制御層を有していることを特徴とする請求項１記
載の液晶素子。8. The liquid crystal device according to claim 1, wherein at least one of the pair of substrates has a uniaxial alignment control layer formed of polyimide while aligning the liquid crystal. 【請求項９】 前記液晶をアクティブ駆動するよう前記
電極に単結晶シリコントランジスタ、薄膜トランジスタ
あるいは非線型能動素子のいずれかを接続したことを特
徴とする請求項１記載の液晶素子。9. The liquid crystal device according to claim 1, wherein one of a single crystal silicon transistor, a thin film transistor, and a non-linear active device is connected to the electrode so as to actively drive the liquid crystal. 【請求項１０】 液晶素子と、該液晶素子を駆動する駆
動回路を備えた液晶装置において、 前記液晶素子は前記請求項１乃至９のいずれかに記載の
ものであることを特徴とする液晶装置。10. A liquid crystal device comprising a liquid crystal element and a driving circuit for driving the liquid crystal element, wherein the liquid crystal element is one according to any one of claims 1 to 9. . 【請求項１１】 前記液晶素子の背部に光源を配したこ
とを特徴とする請求項１０記載の液晶装置。11. The liquid crystal device according to claim 10, wherein a light source is arranged on a back portion of the liquid crystal element.