JP2001021867A - Liquid crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンタ
ー等に使用される液晶素子に関する。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.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から最も広範に用いられてきている
ディスプレイとしては、ＣＲＴが知られている。ＣＲＴ
はテレビやＶＴＲなどの動画出力、或いはパーソナルコ
ンピュータ等のモニターとして広く用いられている。し
かしながら、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。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。そして、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。2. Description of the Related Art A CRT is known as the most widely used display. CRT
Is widely used as a moving image output for televisions and VTRs, or as a monitor for personal computers and the like. However, due to the characteristics of the CRT, flicker and scanning fringes due to insufficient resolution lower the visibility of a still image, and the phosphor deteriorates due to burn-in. Also, recently, it has been found that the electromagnetic waves generated by the CRT have an adverse effect on the human body, and there is a concern that the health of a VDT worker may be impaired. Since the CRT is required to have a large volume behind the screen due to its structure, the convenience of information devices is significantly impaired, and the space saving of offices and homes is impeded.
【０００３】上記のようなＣＲＴの欠点を解決するもの
として、液晶表示素子がある。例えば、Ｍ．シャット
（Ｍ．Ｓｃｈａｄｔ）とＷ．ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅｌ
ｆｒｉｃｈ）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１２
７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。近年、このタイプの液晶を用いてＴ
ＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリク
スタイプ（いわゆるＴＦＴタイプ）の液晶素子の開発、
製品化が行われている。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製するものであり、クロ
ストークの問題がなく、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、動画を
問題なく再現するための応答速度の点で問題が存在して
いる。As a solution to the above-mentioned drawbacks of the CRT, there is a liquid crystal display device. For example, M. M. Schadt and W.S. Hellrich (W. Hell)
Frich), Applied Physics Letters
Volume 18, Number 4 (issued February 15, 1971) Issue 12
One using a twisted nematic liquid crystal shown on pages 7 to 128 is known. In recent years, using this type of liquid crystal,
Development of active matrix type (so-called TFT type) liquid crystal devices using FT (thin film transistor),
It is being commercialized. This type of liquid crystal element is one in which a transistor is formed for each pixel, has no problem of crosstalk, and has recently been able to produce a 10-12 inch class display with rapid progress in production technology. It is being made with sex. However, there is a problem in response speed for reproducing a moving image without any problem.
【０００４】一方、双安定性を有する液晶素子として、
クラーク（Ｃｌａｒｋ）及びラガウェル（Ｌａｇｅｒｗ
ａｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１０７２
１６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書）カイ
ラルスメクチック液晶素子がある。この素子には双安定
性を示す液晶として、一般にカイラルスメクチックＣ相
或いはカイラルスメクチックＨ相を有する強誘電性液晶
（ＦＬＣ）が用いられている。この強誘電性液晶を用い
た液晶素子は、自発分極により反転スイッチングを行う
ため、非常に速い応答速度からなる上にメモリー性のあ
る双安定状態を発現させることができる。さらに、視野
角特性も優れていることから、高速、高精細、大面積の
単純マトリクス表示素子或いはライトバルブとして適し
ていると考えられる。On the other hand, as a liquid crystal element having bistability,
Clark and Lagerwell
all) (JP-A-56-1072).
No. 16, US Pat. No. 4,367,924) There is a chiral smectic liquid crystal element. In this device, a ferroelectric liquid crystal (FLC) having a chiral smectic C phase or a chiral smectic H phase is generally used as a liquid crystal exhibiting bistability. Since the liquid crystal element using the ferroelectric liquid crystal performs inversion switching by spontaneous polarization, it has a very fast response speed and can exhibit a bistable state with memory properties. Further, since the viewing angle characteristics are excellent, it is considered that they are suitable as a high-speed, high-definition, large-area simple matrix display element or a light valve.
【０００５】また、最近ではチャンダニ、竹添らにより
３つの安定状態を有する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（Ｊａｐａｎｅｓ
ｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ）第２７巻、１９８８年、Ｌ７２９頁）。そして、
最近この反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）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、第３６巻、
１９９７年、３５８６頁）。これをアクティブマトリク
スタイプの液晶素子とし、高速のディスプレイを実現し
ようという提案もなされている（特開平９−５００４９
号公報）。Recently, a chiral smectic antiferroelectric liquid crystal device having three stable states has been proposed by Chandani, Takezoe et al. (Japanese Journal of Applied Physics (Japanese)).
e Journal of Applied Physi
cs) Vol. 27, 1988, L729). And
Recently, among the antiferroelectric liquid crystal (AFLC) materials, a V-shaped response characteristic having small hysteresis and advantageous for gray scale display has been discovered (for example, Japanese Journal of Applied Physics, No. 36 volumes,
1997, 3586). It has been proposed to use this as an active matrix type liquid crystal element to realize a high-speed display (Japanese Patent Laid-Open No. 9-50049).
No.).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｖ字型
応答特性の液晶素子においては、電圧−透過率特性のム
ラが面内に発生し、画素毎の階調性に誤差が生じてくる
場合があった。このムラについて、図１０を用いて説明
する。図１０は単純マトリクスタイプで１画素サイズが
１００μｍ×１００μｍの液晶素子の配向状態の模式図
である。図中Ａ領域はドメインスイッチング領域であ
り、このＡ領域がヒステリシスの原因と考えられる。図
１０に示したように、ムラ（Ａ領域）は５０μｍ〜１０
０μｍのものが最も多い。ＤＣ（直流）による飽和電圧
値がそのムラの中と外で１０％異なる場合もあり、色及
び階調再現性への影響が大きい。However, in a liquid crystal element having a V-shaped response characteristic, unevenness of the voltage-transmittance characteristic may occur in a plane, and an error may occur in the gradation of each pixel. there were. This unevenness will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic view of an alignment state of a liquid crystal element of a simple matrix type having a pixel size of 100 μm × 100 μm. In the figure, the region A is a domain switching region, and this region A is considered to be a cause of hysteresis. As shown in FIG. 10, the unevenness (A region) is 50 μm to 10 μm.
The most common one is 0 μm. The saturation voltage value due to DC (direct current) may differ by 10% between the inside and outside of the unevenness, which greatly affects color and gradation reproducibility.
【０００７】本発明の課題は、上記問題を解決し、階調
性に優れたＶ字型応答特性の液晶素子を提供することに
ある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a liquid crystal element having a V-shaped response characteristic excellent in gradation.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の液晶素子は、一
対の基板と、該基板間に狭持されたカイラルスメクチッ
ク液晶と、該液晶を駆動するための電極とを有し、Ｖ字
型応答特性を有する液晶素子であって、スメクチックＡ
相とＶ字型応答特性を有するスメクチック相との混在温
度幅が３．０℃以内であり、上記カイラルスメクチック
液晶が、スメクチックＡ相の低温側にＶ字型応答特性を
有するスメクチック相を有する液晶化合物を少なくとも
２種以上含有する液晶組成物であることを特徴とする。A liquid crystal device according to the present invention comprises a pair of substrates, a chiral smectic liquid crystal sandwiched between the substrates, and an electrode for driving the liquid crystal. A liquid crystal device having a response characteristic, wherein the smectic A
Temperature range of a phase and a smectic phase having a V-shaped response characteristic is within 3.0 ° C., and the chiral smectic liquid crystal has a smectic phase having a V-shaped response characteristic on a low temperature side of the smectic A phase. It is a liquid crystal composition containing at least two kinds of compounds.
【０００９】カイラルスメクチック液晶を使用するＶ字
型応答特性の液晶素子において、十分な駆動温度範囲、
保存温度範囲を持たせるためには、特に結晶化点を下げ
る必要から、２成分以上の液晶化合物からなる液晶組成
物を使用することが非常に重要な因子となる。１成分で
全ての特性を満足させることも不可能ではないが、その
ためには、１化合物に非常に多くの機能を持たせる必要
があり、化合物開発に多大な負担がかかる。また、その
機能に応じた官能基を導入する必要から、材料コストが
非常に高くなる。従って、２成分以上であることが求め
られ、好ましくは３成分、さらに好ましくは５成分以
上、時には１０成分以上という場合もある。In a liquid crystal device having a V-shaped response characteristic using a chiral smectic liquid crystal, a sufficient driving temperature range,
Since it is necessary to lower the crystallization point in order to provide a storage temperature range, it is a very important factor to use a liquid crystal composition comprising two or more liquid crystal compounds. Although it is not impossible to satisfy all the properties with one component, it is necessary for one compound to have a very large number of functions, and a great burden is imposed on compound development. In addition, since it is necessary to introduce a functional group corresponding to the function, the material cost becomes extremely high. Therefore, it is required to have at least two components, preferably at least three components, more preferably at least five components, and sometimes at least ten components.
【００１０】しかしながら、液晶組成物における成分数
が増加するにつれて、相転移における混在温度幅は増大
する。また、多成分系の液晶組成物は素子の構成因子に
よるムラを感受しやすく、セル中ではさらに混在温度幅
が増大し、大きな配向ムラとなるという問題が発生す
る。However, as the number of components in the liquid crystal composition increases, the mixed temperature range in the phase transition increases. In addition, the multi-component liquid crystal composition is likely to be susceptible to unevenness due to the constituent factors of the device, and the mixed temperature width is further increased in the cell, resulting in a problem of large alignment unevenness.
【００１１】本発明の液晶素子においては、素子中での
スメクチック相−Ｖ字型応答特性を有するスメクチック
相の混在温度幅（以下、「Ａ−Ｖ混在温度幅」と称す
る）を３．０℃以下とすることにより、Ｖ字型応答特性
の液晶素子におけるスイッチング異常部を改善し、画素
毎の階調性を均一にして良好な階調表示を実現したもの
である。In the liquid crystal device of the present invention, the mixed temperature range of smectic phase having smectic phase-V-shaped response characteristic (hereinafter referred to as "AV mixed temperature range") in the device is 3.0 ° C. By doing the following, the abnormal switching portion in the liquid crystal element having the V-shaped response characteristic is improved, and the gradation property of each pixel is made uniform to realize a good gradation display.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の液晶素子はＶ字型応答特
性を示す。即ち、本発明の液晶素子においては、電圧無
印加で液晶が第一の透過率を示し、該液晶に所定の電圧
値±Ｖ0を印加した際に第二の透過率を示し、印加電圧
に応じて第一の透過率と第二の透過率との間で連続的に
透過率が変化する。従って、例えば、上記第一の透過率
を最暗状態、第二の透過率を最明状態となるように偏光
板を適宜設置すれば、印加電圧に応じた階調表示を行う
ことができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The liquid crystal device of the present invention has a V-shaped response characteristic. That is, in the liquid crystal element of the present invention, the liquid crystal exhibits the first transmittance when no voltage is applied, and exhibits the second transmittance when a predetermined voltage value ± V 0 is applied to the liquid crystal. Accordingly, the transmittance continuously changes between the first transmittance and the second transmittance. Therefore, for example, if a polarizing plate is appropriately installed so that the first transmittance is in the darkest state and the second transmittance is in the brightest state, gradation display according to the applied voltage can be performed.
【００１３】本発明の液晶素子は、上記したように、Ａ
−Ｖ混在温度幅が３．０℃以下であることを特徴とする
が、用いるカイラルスメクチック液晶を構成する液晶化
合物の成分数がより多い組成物において、より該混在温
度幅を狭くすることが好ましい。従って、好ましい混在
温度幅は２．０℃以下、さらには１．０℃以下である。As described above, the liquid crystal element of the present invention
It is characterized in that the -V mixed temperature range is 3.0 ° C. or less, but it is preferable to further narrow the mixed temperature range in a composition having a larger number of components of the liquid crystal compound constituting the chiral smectic liquid crystal to be used. . Therefore, the preferred mixed temperature range is 2.0 ° C. or less, more preferably 1.0 ° C. or less.
【００１４】本発明に用いるカイラルスメクチック液晶
は、Ｖ字型応答特性を有する液晶材料が用いられるが、
当該液晶材料は、カイラルスメクチック液晶のカテゴリ
ーの中で、例えば、双安定性を有するカイラルスメクチ
ックＣ液晶に比べてさほど豊富な種類の材料群を持って
いないため、特別な配慮が必要となる。As the chiral smectic liquid crystal used in the present invention, a liquid crystal material having a V-shaped response characteristic is used.
The liquid crystal material does not have a material group that is much more abundant than the chiral smectic liquid crystal in the category of the chiral smectic liquid crystal, for example, and therefore requires special consideration.
【００１５】本発明の液晶素子において、Ａ−Ｖ混在温
度幅を制御する方法としては、第一に、単品の液晶化合
物についてであり、精製法に関するものである。Ａ−Ｖ
混在温度幅が増加する要因としては、混入している不純
物による影響が大である。単品の液晶化合物について
は、それぞれ合成方法が異なるため、混入する不純物も
異なり、画一的な方法は適用し難いが、濾過、洗浄、再
結晶、乾燥、溶媒による抽出分離精製、活性炭処理、蒸
留或いは昇華精製、シリカゲルクロマトグラフィー、ア
ルミナクロマトグラフィー等の方法を組み合わせて行う
ことが重要である。In the liquid crystal device of the present invention, the method for controlling the mixed temperature range of AV is, firstly, for a single liquid crystal compound and relates to a purification method. AV
As a factor of the increase in the mixed temperature range, there is a large influence of the mixed impurities. As for the single liquid crystal compounds, the synthesis methods are different from each other, and contaminants to be mixed are different, so it is difficult to apply a uniform method, but filtration, washing, recrystallization, drying, extraction separation and purification with a solvent, activated carbon treatment, distillation Alternatively, it is important to carry out a combination of methods such as sublimation purification, silica gel chromatography, and alumina chromatography.
【００１６】スメクチックＡ相−Ｖ字型応答特性を有す
るスメクチック相の混在温度幅に影響を与える不純物と
して特に注意すべきは、液晶化合物純品とは等方相転移
温度の大きく異なる非極性不純物、極性不純物であり、
これを除去するために、好ましくは、蒸留或いは昇華精
製、シリカゲルクロマトグラフィー、アルミナクロマト
グラフィーの方法が用いられる。Particularly noteworthy are the impurities which affect the mixed temperature range of the smectic phase having the smectic A phase-V-shaped response characteristic, such as non-polar impurities having a large isotropic phase transition temperature from pure liquid crystal compounds. A polar impurity,
In order to remove this, a method of distillation or sublimation purification, silica gel chromatography, alumina chromatography is preferably used.
【００１７】以上に記載した精製方法を用いて液晶化合
物の精製を行い、単品の液晶化合物においてスメクチッ
クＡ相からそれより低温下のスメクチック相或いは結晶
相への転移温度幅を好ましくは２．０℃以下、或いは
１．０℃以下、望ましくは０．１℃以下に制御する。The liquid crystal compound is purified using the purification method described above, and the transition temperature range from the smectic A phase to a smectic phase or a crystal phase at a lower temperature than that of the single liquid crystal compound is preferably 2.0 ° C. Or less, or 1.0 ° C. or less, desirably 0.1 ° C. or less.
【００１８】本発明の液晶素子において、Ａ−Ｖ混在温
度幅を制御する第二の方法としては、本発明に用いるカ
イラルスメクチック液晶の構成に関する方法である。以
下に並記する。In the liquid crystal device of the present invention, the second method for controlling the mixed temperature range of AV is a method relating to the structure of the chiral smectic liquid crystal used in the present invention. They are listed below.
【００１９】（１）スメクチックＡ相−Ｖ字型応答特性
を有するスメクチック相の相転移温度の近い化合物を多
く含有する構成とする。具体的には、最終的に構成され
る液晶組成物のＶ字型応答特性を有するスメクチック相
への転移温度を挟んで５０℃以内の液晶化合物を用いる
ことが好ましく、さらに好ましくは４０℃以内、望まし
くは２０℃以内である。このような温度範囲にある液晶
化合物を液晶組成物中に好ましくは６０重量％以上、よ
り好ましくは８０重量％以上、望ましくは１００重量％
とする。(1) Smectic A phase-A structure containing a large amount of a compound having a phase transition temperature close to that of a smectic phase having a V-shaped response characteristic. Specifically, it is preferable to use a liquid crystal compound having a transition temperature to a smectic phase having a V-shaped response characteristic of the finally formed liquid crystal composition within 50 ° C, more preferably within 40 ° C, Desirably, it is within 20 ° C. The liquid crystal compound having such a temperature range is contained in the liquid crystal composition preferably at least 60% by weight, more preferably at least 80% by weight, and desirably 100% by weight.
And
【００２０】（２）相転移系列が同じ液晶化合物を多く
含有する構成とする。具体的には、等方相−スメクチッ
クＡ相−チルティッドスメクチック相という相転移系列
を持つ液晶化合物を８０重量％以上含有することが好ま
しく、より好ましくは９０重量％以上、望ましくは１０
０重量％である。(2) A constitution in which the phase transition series contains a large amount of the same liquid crystal compound. Specifically, a liquid crystal compound having a phase transition series of isotropic phase-smectic A phase-tilted smectic phase is preferably contained in an amount of 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more, and preferably 10% by weight or more.
0% by weight.
【００２１】上記のようにして、液晶組成物の混在温度
幅を制御することができるが、液晶組成物として広い駆
動温度範囲、保存温度範囲を持たせる必要性から、特に
結晶化点を低温にすることが必要であり、そのために
は、カイラルとノンカイラルの両方の化合物を同時に含
有させる方が好ましい。また、素子を駆動する際に負荷
となる自発分極を減少させるため、また、スイッチング
粘性を改善するためにも好ましい。As described above, the mixed temperature range of the liquid crystal composition can be controlled. However, since the liquid crystal composition needs to have a wide driving temperature range and a storage temperature range, the crystallization point is particularly reduced to a low temperature. It is preferable to include both chiral and non-chiral compounds at the same time. It is also preferable for reducing spontaneous polarization which becomes a load when driving the element and for improving switching viscosity.
【００２２】本発明の液晶素子において、Ａ−Ｖ混在温
度幅を制御する第三の方法として、配向膜（配向制御
層）構成によりＡ−Ｖ混在温度幅を制御する方法につい
て述べる。該混在温度幅に影響を与える因子としては、
液晶と直接接する配向膜の特性がある。特に、配向膜の
表面特性のバラツキは等方相からスメクチックＡ相へ転
移する状況に大きな影響を与えるため、配向膜の表面特
性をできる限り均一にする必要がある。そのためには、
配向膜厚を比較的厚くする方が好ましく、具体的には１
００Å以上、更に好ましくは２００Å以上とする。ま
た、ラビング条件もできる限り均一にすることが望まし
い。In the liquid crystal device of the present invention, as a third method for controlling the AV mixed temperature range, a method for controlling the AV mixed temperature range by using an alignment film (alignment control layer) structure will be described. Factors affecting the mixed temperature range include:
There is the property of an alignment film that is in direct contact with the liquid crystal. In particular, since the variation in the surface characteristics of the alignment film greatly affects the state of transition from the isotropic phase to the smectic A phase, it is necessary to make the surface characteristics of the alignment film as uniform as possible. for that purpose,
It is preferable to make the alignment film relatively thick.
More than 00 °, more preferably more than 200 °. It is also desirable to make the rubbing conditions as uniform as possible.
【００２３】本発明に用いうる、スメクチックＡ相−Ｖ
字型応答特性を有するスメクチック相を有する液晶化合
物としては、デフォームドヘリックスＦＬＣ、ツイスト
スメクチックＦＬＣ、高分子安定化ＦＬＣ、Ｖ字型応答
特性を有するＡＦＬＣなどが挙げられる。好ましくは、
下記一般式（Ｉ）で示される構造部分を有する化合物、 −ＣＯＯＣ*ＨＲ1−Ｒ2 （Ｉ） （上記式中、Ｒ1はＣＨ3またはＣＦ3を表し、Ｒ2は置換
基を有していても良い炭素数１〜２０のアルキル基（但
し、該アルキル基の１つ以上のメチレンはＯ，Ｓに置き
換わっていても良い）を表す。）、パーフルオロ末端部
分及び炭化水素末端部分を含み、該両末端部分が中心核
によって結合された構造の化合物、または中心骨格及び
側鎖からなる構造であって、側鎖の末端がフェニル（炭
素数１〜５のアルキルまたはアルコキシ、ハロゲン、Ｃ
Ｆ3、ＣＮの置換基を有していても良い）、ＣＮ、Ｏ
Ｈ、ＣＯＯＨ、ＣＦ3、Ｆ、ＮＨ2に置換された構造の化
合物が用いられる。Smectic A phase-V usable in the present invention
Examples of the liquid crystal compound having a smectic phase having a V-shaped response characteristic include a deformed helix FLC, a twisted smectic FLC, a polymer stabilized FLC, and an AFLC having a V-shaped response characteristic. Preferably,
A compound having a structural portion represented by the following general formula (I): -COOC * HR 1 -R 2 (I) (wherein R 1 represents CH 3 or CF 3 , and R 2 has a substituent An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (wherein one or more methylenes of the alkyl group may be replaced by O or S), a perfluoro terminal portion and a hydrocarbon terminal portion. A compound having a structure in which both terminal portions are linked by a central nucleus, or a structure comprising a central skeleton and a side chain, wherein the terminal of the side chain is phenyl (alkyl or alkoxy having 1 to 5 carbon atoms, halogen, C
F 3 may have a substituent of CN), CN, O
A compound having a structure substituted with H, COOH, CF 3 , F, and NH 2 is used.
【００２４】これらの化合物の合成方法及び具体例とし
ては、上記一般式（Ｉ）で示される構造部分を有する化
合物については、特開平６−３２９５９１号公報（特
に、表１〜１５に記載の化合物）、特開平７−３１６５
５５号公報（特に、表１−１〜１８に記載の化合物）に
記載され、パーフルオロ末端部分を有する化合物につい
ては、特開昭６３−２７４５１号公報（特に、表１に記
載の化合物）、特開平２−１４２７５３号公報（特に、
表１に記載の化合物）、ＷＯ９６／３３２５（特に、Ｔ
ａｂｌｅ １に記載の化合物）に記載され、側鎖末端が
上記置換基で置換された化合物については、特開平７−
１１８１７８号公報（特に、（Ｉ−１）〜（Ｉ−１８
０）に記載の化合物）、特開平６−２５６２３１号公報
（特に、（Ｉ−１）〜（Ｉ−２２３）記載の化合物）に
記載されたものが挙げられる。As a method of synthesizing these compounds and specific examples, compounds having a structural portion represented by the above general formula (I) are described in JP-A-6-329592 (particularly, compounds described in Tables 1 to 15). ), JP-A-7-3165
No. 55 (especially, the compounds described in Tables 1-1 to 18), and compounds having a perfluoro terminal portion are described in JP-A-63-27451 (especially, compounds described in Table 1). Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-127553 (particularly,
Compounds described in Table 1), WO96 / 3325 (particularly, T
compound described in Table 1), wherein the terminal of the side chain is substituted with the above-mentioned substituent, the compound described in
No. 118178 (in particular, (I-1) to (I-18)
0)), and compounds described in JP-A-6-256231 (especially, compounds described in (I-1) to (I-223)).
【００２５】本発明に用いられるカイラルスメクチック
液晶は、スメクチックＡ相と、カイラルスメクチックＣ
相或いはＶ字型応答特性を有するスメクチック相とを示
す液晶化合物を８０重量％含有していることが好まし
く、更に好ましくは９０重量％、望ましくは１００重量
％である。また、構成する液晶化合物の各チルト角の差
が好ましくは１５°以内、望ましくは１０°以内である
液晶組成物が好ましい。The chiral smectic liquid crystal used in the present invention comprises a smectic A phase and a chiral smectic C
It is preferable to contain 80% by weight, more preferably 90% by weight, and preferably 100% by weight of a liquid crystal compound exhibiting a phase or a smectic phase having a V-shaped response characteristic. Further, a liquid crystal composition in which the difference between the tilt angles of the constituent liquid crystal compounds is preferably within 15 °, more preferably within 10 ° is preferable.
【００２６】図１に本発明の液晶素子の基本構成の断面
模式図を示す。図中、１１，１２は基板、１３，１４は
電極、１５，１６は配向制御層（配向膜）、１７は液晶
層、１８はスペーサーである。FIG. 1 is a schematic sectional view of the basic structure of the liquid crystal device of the present invention. In the figure, 11 and 12 are substrates, 13 and 14 are electrodes, 15 and 16 are alignment control layers (alignment films), 17 is a liquid crystal layer, and 18 is a spacer.
【００２７】液晶層１７は上記した特定の液晶組成物か
らなり、通常、強誘電相の安定性を実現させるため、層
厚は５μｍ以下が好ましい。The liquid crystal layer 17 is made of the above-mentioned specific liquid crystal composition, and usually has a thickness of preferably 5 μm or less in order to realize the stability of the ferroelectric phase.
【００２８】基板１１，１２は通常ガラスやプラスチッ
ク等の透明基板が用いられるが、反射型の液晶素子を構
成する場合には、一方の基板をシリコン基板等で構成す
る場合もある。As the substrates 11 and 12, a transparent substrate such as glass or plastic is usually used. However, when a reflective liquid crystal element is formed, one of the substrates may be formed of a silicon substrate or the like.
【００２９】電極１３、１４は通常ＩＴＯ等の透明導電
材で形成されるが、反射型の液晶素子を構成する場合に
は、一方の電極を反射能の高い金属で構成したり、或い
は一方の電極の上または下に反射部材を設ける場合があ
る。The electrodes 13 and 14 are usually formed of a transparent conductive material such as ITO. When a reflection type liquid crystal element is formed, one electrode may be formed of a metal having high reflectivity or one of the electrodes may be formed of a metal having high reflectivity. A reflective member may be provided above or below the electrode.
【００３０】本発明において好ましくは配向制御層１
５，１６の少なくとも一方を設け、さらに好ましくは一
軸配向制御層とする。一軸配向制御層の形成方法として
は、例えば基板上に溶液塗工または蒸着、或いはスパッ
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後、表面をビロード、布或
いは紙等の繊維状のもので摺擦（ラビング）することに
より得られる。また、ＳｉＯ等の酸化物或いは窒化物な
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。また、この他にショート防止層を設けることも
可能である。In the present invention, the orientation control layer 1 is preferably used.
At least one of Nos. 5 and 16 is provided, and more preferably a uniaxial orientation control layer. As a method for forming the uniaxial orientation control layer, for example, solution coating or vapor deposition on a substrate, or sputtering or the like, silicon monoxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride Substances, silicon carbide, inorganic substances such as boron nitride, polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, polyester imide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polystyrene, polysiloxane, cellulose resin, melamine resin After a film is formed using an organic substance such as urea resin or acrylic resin, the surface is rubbed with a fibrous material such as velvet, cloth or paper. Also, an oblique evaporation method or the like in which an oxide or a nitride such as SiO is evaporated from an oblique direction of the substrate may be used. In addition, it is also possible to provide a short prevention layer.
【００３１】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層として用い
ることが好ましい。また、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。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。
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, in order to obtain better uniaxial orientation, it is preferable to use a polyimide rubbing film as the uniaxial orientation control layer. Usually, polyimide is obtained by coating a film in the form of polyamic acid and baking it. Polyamic acid is excellent in productivity because it is easily soluble in a solvent.
Recently, polyimides soluble in solvents have also been produced,
From the viewpoint of such technological progress, polyimide is preferably used because it can obtain better uniaxial orientation and has high productivity.
【００３２】特に、本発明においては、下記繰り返し単
位を有するポリイミドが好ましく用いられる。Particularly, in the present invention, a polyimide having the following repeating unit is preferably used.
【００３３】[0033]
【化１】 上記式中、 Ａ：芳香環、芳香族多環、複素環、又は縮合多環構造の
４価の基、 Ｂ：脂環基を含む脂肪族基、または、 −（Ｐｈ）a−（Ｏ）c−（ＣＨ2）x−（Ｄ）e−（Ｃ
Ｈ2）y−（Ｏ）d−（Ｐｈ）b−（Ｐｈはフェニル基） Ｄ：−ＣＲ1Ｒ2−（Ｒ1、Ｒ2は、それぞれ独立に、Ｈま
たはメチル基である）ａ，ｂ：ａ＝ｂでいずれも０また
は１ ｃ，ｄ：ｃ＝ｄでａ＝ｂ＝０の時にいずれも０、ａ＝ｂ
＝１の時にいずれも０または１ ｅ：０または１ ｘ，ｙ：それぞれ独立に１以上の整数（但し、ｘ＋ｙ＋
ｅは２以上１０以下である）Embedded image In the above formula, A: a tetravalent group having an aromatic ring, an aromatic polycyclic ring, a heterocyclic ring, or a condensed polycyclic structure; B: an aliphatic group containing an alicyclic group; or-(Ph) a- (O) c - (CH 2) x - (D) e - (C
H 2 ) y- (O) d- (Ph) b- (Ph is a phenyl group) D: -CR 1 R 2- (R 1 and R 2 are each independently H or a methyl group) a, b: a = b and all 0 or 1 c, d: c = d and a = b = 0, 0 and a = b
When = 1, 0 or 1 e: 0 or 1 x, y: each independently an integer of 1 or more (provided that x + y +
e is 2 or more and 10 or less)
【００３４】両基板は、スペーサー１８を介して対向し
ている。かかるスペーサー１８は、基板間の距離（セル
ギャップ）を決定するものであり、通常シリカビーズ等
が用いられる。The two substrates face each other with a spacer 18 interposed therebetween. The spacer 18 determines a distance (cell gap) between the substrates, and is usually made of silica beads or the like.
【００３５】また、図２に図１の構成を一画素とするア
クティブマトリクスタイプとした本発明の液晶素子の一
実施形態の断面模式図を示す。また、図３に当該液晶素
子に周辺駆動回路を組み込んだ場合のアクティブマトリ
クス基板の平面模式図を示す。図中、２１，２２は基
板、２３は画素電極、２４はＴＦＴ、２５は共通電極、
２６，２７は配向制御層（配向膜）、１７は前記特定の
液晶組成物からなる液晶層、１８はスペーサー、２８は
シール材、３１は走査信号線ドライバ、３２は情報信号
線ドライバ、３３は走査信号線、３４は走査信号線端
部、３５は情報信号線、３６は情報信号線端部である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the liquid crystal element of the present invention which is an active matrix type having one pixel in the configuration of FIG. FIG. 3 is a schematic plan view of an active matrix substrate when a peripheral driving circuit is incorporated in the liquid crystal element. In the figure, 21 and 22 are substrates, 23 is a pixel electrode, 24 is a TFT, 25 is a common electrode,
26 and 27 are alignment control layers (alignment films), 17 is a liquid crystal layer made of the specific liquid crystal composition, 18 is a spacer, 28 is a sealing material, 31 is a scanning signal line driver, 32 is an information signal line driver, and 33 is A scanning signal line, 34 is an end of the scanning signal line, 35 is an information signal line, and 36 is an end of the information signal line.
【００３６】基板２１側はアクティブマトリクス基板で
あり、基板２２側は対向基板である。基板２１，２２は
通常ガラスやプラスチック等の透明基板が用いられる
が、反射型の液晶素子を構成する場合には、基板２１を
シリコン基板等で構成する場合もある。The substrate 21 side is an active matrix substrate, and the substrate 22 side is a counter substrate. Transparent substrates such as glass and plastic are usually used for the substrates 21 and 22. However, when a reflective liquid crystal element is formed, the substrate 21 may be formed of a silicon substrate or the like.
【００３７】基板２１上には、画素電極２３と該画素電
極２３に接続されたアクティブ素子とがマトリクス状に
形成されている。本実施形態においてはアクティブ素子
としてＴＦＴ２４が用いられている。アクティブ素子と
して好適なトランジスタとしては、アモルファスシリコ
ンベース、ポリシリコンタイプ、或いはマイクロクリス
タルシリコンベース、単結晶シリコン等の半導体が用い
られる。ＴＦＴは通常、基板上に形成されたゲート電極
と、該ゲート電極を覆うゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁
膜の上に形成された半導体層と、該半導体層の上に形成
されたソース電極及びドレイン電極とから構成される。
アクティブ素子としてはトランジスタ以外にも、ＭＩＭ
等が好ましく使用できる。On the substrate 21, pixel electrodes 23 and active elements connected to the pixel electrodes 23 are formed in a matrix. In the present embodiment, a TFT 24 is used as an active element. As a transistor suitable as an active element, a semiconductor such as an amorphous silicon base, a polysilicon type, a microcrystal silicon base, or single crystal silicon is used. A TFT generally has a gate electrode formed over a substrate, a gate insulating film covering the gate electrode, a semiconductor layer formed over the gate insulating film, a source electrode formed over the semiconductor layer, And a drain electrode.
Active elements other than transistors include MIM
Etc. can be preferably used.
【００３８】図３に示すように、画素電極２３の行間に
走査信号線（ゲート線）３３が配線され、列間に情報信
号線（ソース線）３５が配線されている。各ＴＦＴ２４
のゲート電極は、対応する走査信号線３３に接続され、
ドレイン電極は対応する情報信号線３５に接続されてい
る。そして、走査信号線３３は端部３４を介して走査信
号線ドライバ３１に接続され、情報信号線３５は端部３
６を介して情報信号線ドライバ３２に接続される。走査
信号線ドライバ３１は走査信号線３３を順次選択してゲ
ートオン信号を印加し、これと同期して情報信号線ドラ
イバ３２からは各情報信号線３５に表示データに対応す
る情報信号を印加する。走査信号線３３は端部３４を除
いてＴＦＴ２４のゲート絶縁膜で覆われており、情報信
号線３５は該ゲート絶縁膜の上に形成されている。画素
電極２３は該ゲート絶縁膜の上に形成され、その一端部
においてＴＦＴ２４のソース電極に接続されている。As shown in FIG. 3, scanning signal lines (gate lines) 33 are arranged between rows of the pixel electrodes 23, and information signal lines (source lines) 35 are arranged between columns. Each TFT 24
Are connected to the corresponding scanning signal lines 33,
The drain electrodes are connected to corresponding information signal lines 35. The scanning signal line 33 is connected to the scanning signal line driver 31 via the end 34, and the information signal line 35 is connected to the end 3
6, and is connected to the information signal line driver 32. The scanning signal line driver 31 sequentially selects the scanning signal lines 33 and applies a gate-on signal. In synchronization with this, the information signal line driver 32 applies an information signal corresponding to display data to each information signal line 35. The scanning signal line 33 is covered with the gate insulating film of the TFT 24 except for the end 34, and the information signal line 35 is formed on the gate insulating film. The pixel electrode 23 is formed on the gate insulating film and has one end connected to the source electrode of the TFT 24.
【００３９】また、基板２２には、画素電極２３と対向
する共通電極２５が形成されている。共通電極２５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る。その結果、液晶層１７には情報
信号電圧に応じた電圧が印加され、透過率が変化し、階
調表現を行うことができる。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もある。A common electrode 25 facing the pixel electrode 23 is formed on the substrate 22. The common electrode 25
It consists of a single electrode with an area that covers the entire display area,
A reference voltage is applied. As a result, a voltage corresponding to the information signal voltage is applied to the liquid crystal layer 17, the transmittance changes, and gradation expression can be performed. Further, a capacitor serving as an auxiliary capacitance may be arranged for each pixel.
【００４０】画素電極２３及び共通電極２５は通常ＩＴ
Ｏ等の透明導電材で形成されるが、反射型の液晶素子を
構成する場合には、画素電極２３を反射能の高い金属で
構成したり、或いは画素電極２３の上または下に反射部
材を設ける場合がある。The pixel electrode 23 and the common electrode 25 are usually
Although formed of a transparent conductive material such as O, when a reflective liquid crystal element is formed, the pixel electrode 23 is formed of a metal having high reflectivity, or a reflective member is provided above or below the pixel electrode 23. May be provided.
【００４１】配向制御層２６，２７については、図１の
実施形態における配向制御層１５，１６と同様である。
また、スペーサー１８及び液晶層１７についても図１の
素子と同様である。The orientation control layers 26 and 27 are the same as the orientation control layers 15 and 16 in the embodiment of FIG.
The same applies to the spacer 18 and the liquid crystal layer 17 as in the device shown in FIG.
【００４２】本発明にかかる液晶素子を組み込んで、種
々の機能を持った液晶装置を構成することができるが、
その例が該素子を表示パネル部に使用し、図５に示した
走査線アドレス情報を持つ画像情報からなるデータフォ
ーマット及びＳＹＮ信号による通信同期手段をとること
により、図４の液晶表示装置を実現するものである。図
中の符号はそれぞれ以下の通りである。A liquid crystal device having various functions can be constructed by incorporating the liquid crystal element according to the present invention.
In this example, the liquid crystal display device shown in FIG. 4 is realized by using the element in a display panel section and employing a data format including image information having scanning line address information shown in FIG. 5 and a communication synchronization means using a SYN signal. Is what you do. The reference numerals in the figure are as follows.
【００４３】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
信号線駆動回路、１０５は情報信号線駆動回路、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、１１０は情報信号
発生回路、１１１は駆動制御回路、１１２はＧＣＰＵ、
１１３はホストＣＰＵ、１１４はＶＲＡＭである。101 is a liquid crystal display device, 102 is a graphic controller, 103 is a display panel, 104 is a scanning signal line driving circuit, 105 is an information signal line driving circuit, 106
Is a decoder, 107 is a scanning signal generation circuit, 108 is a shift register, 109 is a line memory, 110 is an information signal generation circuit, 111 is a drive control circuit, 112 is a GCPU,
Reference numeral 113 denotes a host CPU, and 114 denotes a VRAM.
【００４４】画像情報の発生は本体装置のグラフィック
コントローラ１０２にて行われ、図３に示した信号伝達
手段に従って表示パネル１０３へと転送される。グラフ
ィックコントローラ１０２はＧＣＰＵ１１２（中央演算
装置）及びＶＲＡＭ１１４（画像情報格納用メモリ）を
核にホストＣＰＵ１１３と液晶表示装置１０１間の画像
情報の管理や通信を司っている。尚、該表示パネルの裏
面には、光源が配置されている。The generation of the image information is performed by the graphic controller 102 of the main unit, and is transferred to the display panel 103 according to the signal transmission means shown in FIG. The graphic controller 102 manages and communicates image information between the host CPU 113 and the liquid crystal display device 101 using a GCPU 112 (central processing unit) and a VRAM 114 (image information storage memory) as cores. Note that a light source is disposed on the back surface of the display panel.
【００４５】本発明の液晶素子における、三角波による
Ｖ−Ｔ特性（電圧−透過率特性）についてその測定方法
を以下に示す。The method of measuring the VT characteristic (voltage-transmittance characteristic) by a triangular wave in the liquid crystal element of the present invention will be described below.
【００４６】光電子増倍管を備えた偏光顕微鏡を用い、
０〜±５Ｖ、０．１Ｈｚの三角波電圧を印加しながら、
液晶素子の透過率の変化をクロスニコル下で測定する。
この時、電界無印加の状態で最暗となるようにセルを設
置する（一対の偏光板間に、ラビング方向にクロスニコ
ル下にある偏光板の偏光軸が一致するようにセルを狭持
する）。Using a polarizing microscope equipped with a photomultiplier tube,
While applying a triangular wave voltage of 0 ± 5V, 0.1Hz,
The change in the transmittance of the liquid crystal element is measured under crossed Nicols.
At this time, the cell is installed so that the cell is darkest in the state where no electric field is applied (the cell is sandwiched between a pair of polarizing plates such that the polarizing axes of the polarizing plates located under the cross Nicol in the rubbing direction coincide with each other. ).
【００４７】また、Ａ−Ｖ混在温度幅については、次の
ように測定する。The AV mixed temperature range is measured as follows.
【００４８】スメクチックＡ相から０．２℃／ｍｉｎで
徐冷しながら、０〜±５Ｖ、１０Ｈｚの三角波電圧を印
加しつつ、そのＶ−Ｔ曲線を観察する。スメクチックＡ
相では、０〜±５Ｖの範囲では、エレクトロクリニック
効果により飽和電圧のない、図６のようなＶ−Ｔ曲線が
観察される。一方、Ｖ字型応答特性を有するスメクチッ
ク相では、図７のような飽和電圧Ｖsatが現れる。従っ
て、スメクチックＡ相とＶ字型応答特性を有するスメク
チック相の混在状態では、図８に示すような、文字通り
両方の特性が混在するようなＶ−Ｔ曲線が観察される。
Ａ−Ｖ混在温度幅に関しては、図８のＶ−Ｔ特性におい
て、飽和電圧Ｖsatに起因するＶ−Ｔ曲線の変曲点が現
れた温度から、該変曲点での透過率Ｔ1と２倍の電圧２
×Ｖsatでの透過率Ｔ2の比、Ｔ2／Ｔ1が１．２０未満と
なった時点での温度までの間をＡ−Ｖ混在温度幅と定義
する。While gradually cooling the smectic A phase at a rate of 0.2 ° C./min, a VT curve is observed while applying a triangular wave voltage of 0 to ± 5 V and 10 Hz. Smectic A
In the phase, in the range of 0 to ± 5 V, a VT curve as shown in FIG. 6 without a saturation voltage due to the electroclinic effect is observed. On the other hand, in a smectic phase having a V-shaped response characteristic, a saturation voltage V sat as shown in FIG. 7 appears. Therefore, in a mixed state of the smectic A phase and the smectic phase having the V-shaped response characteristic, a VT curve in which both characteristics are mixed is observed as shown in FIG.
Regarding the AV mixed temperature range, in the VT characteristic of FIG. 8, from the temperature at which the inflection point of the VT curve caused by the saturation voltage V sat appears, the transmittance T 1 at the inflection point and the transmittance T 1 Double voltage 2
The ratio of the transmittance T 2 at × V sat and the temperature up to the temperature at which T 2 / T 1 becomes less than 1.20 is defined as the AV mixed temperature width.
【００４９】[0049]
【実施例】（実施例１）厚さ１．１ｍｍのガラス基板２
枚に、それぞれ透明電極として厚さ約７０ｎｍのＩＴＯ
膜を形成した。その上に、下記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の０．７５重量％溶
液を１回目は５００ｒｐｍで５秒間、２回目は１５００
ｒｐｍで３０秒間の条件で回転塗布した。(Example 1) A glass substrate 2 having a thickness of 1.1 mm
Each sheet is made of ITO with a thickness of about 70 nm as a transparent electrode.
A film was formed. A 0.75% by weight solution of a polyamic acid of a polyimide precursor having the following repeating unit was further added thereon at 500 rpm for 5 seconds for the first time and 1500 times for the second time.
Spin coating was performed at 30 rpm for 30 seconds.
【００５０】[0050]
【化２】 Embedded image
【００５１】その後、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。この時の膜厚
は１０ｎｍであった。両基板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。After that, pre-drying was carried out at 80 ° C. for 5 minutes, followed by baking at 200 ° C. for 1 hour. At this time, the film thickness was 10 nm. For the polyimide film on both substrates,
Rubbing treatment with a nylon cloth was performed as a uniaxial orientation treatment.
【００５２】次に、一方の基板に平均粒径１．４μｍの
シリカビーズを０．０１重量％で分散させたＩＰＡ（イ
ソプロピルアルコール）溶液を１５００ｒｐｍ、１０秒
間の条件でスピン塗布し、分散密度１００／ｍｍ2程度
のビーズスペーサーを散布した。次いで額縁状に熱硬化
型接着剤を塗布し、２枚の基板を対向して貼り合わせ、
１５０℃のオーブンで９０分間熱硬化させ、セルを得
た。尚、この時ラビング方向は上下基板で平行方向とな
るように貼り合わせた。このセルに下記液晶組成物Ａを
注入し、液晶素子を得た。Next, an IPA (isopropyl alcohol) solution in which silica beads having an average particle size of 1.4 μm were dispersed at 0.01% by weight was spin-coated on one of the substrates at 1500 rpm for 10 seconds, and the dispersion density was 100%. / Mm 2 of a bead spacer was sprayed. Next, a thermosetting adhesive is applied in a frame shape, and the two substrates are bonded together facing each other.
Thermal curing was performed in an oven at 150 ° C. for 90 minutes to obtain a cell. At this time, the rubbing was performed so that the rubbing directions were parallel to the upper and lower substrates. The following liquid crystal composition A was injected into this cell to obtain a liquid crystal element.
【００５３】[0053]
【化３】 Embedded image
【００５４】[0054]
【化４】 Ｃｒｙ：結晶相、ＳｍＶ*：Ｖ字型応答特性を有するス
メクチック相、ＳｍＡ：スメクチックＡ相、Ｉｓｏ：等
方相 チルト角（Ｔc−５℃） ａ：２３．２°、ｂ：２２．
４°、ｃ：２２．９°、ｄ：２４．１°、ｅ：２４．４
°、ｆ：２１．４°、ｇ：２１．１°Embedded image Cry: crystalline phase, SmV * : smectic phase having V-shaped response characteristics, SmA: smectic A phase, Iso: isotropic phase Tilt angle (T c -5 ° C.) a: 23.2 °, b: 22.
4 °, c: 22.9 °, d: 24.1 °, e: 24.4
°, f: 21.4 °, g: 21.1 °
【００５５】尚、上記相転移温度は混在温度の下限値で
あり、上記液晶組成物ＡのＡ−Ｖ混在温度幅は２．４℃
であった。尚、上記液晶化合物ａ〜ｈは全てＳｍＡとＳ
ｍＣ*またはＳｍＶを有している。The above phase transition temperature is the lower limit of the mixture temperature, and the liquid crystal composition A has an AV mixture temperature range of 2.4 ° C.
Met. The liquid crystal compounds a to h are all SmA and S
It has mC * or SmV.
【００５６】尚、上記チルト角は次のようにして求め
た。±３０〜±５０Ｖ、１〜１００ＨｚのＡＣ（交流）
を液晶素子の上下基板間に電極を介して印加しながら、
直交クロスニコル下、その間に配置された液晶素子を偏
光板と平行に回転させると同時に、フォトマル（浜松フ
ォトニクス社製）で光学応答を検知しながら、第１の消
光位（透過率が最も低くなる位置）及び第２の消光位を
求めた。そしてこの時の第１の消光位から第２の消光位
までの角度の１／２をチルト角とした。The tilt angle was determined as follows. ± 30 to ± 50 V, 1 to 100 Hz AC (AC)
Is applied between the upper and lower substrates of the liquid crystal element through electrodes.
Under the crossed Nicols, the liquid crystal element disposed therebetween is rotated in parallel with the polarizing plate, and at the same time, the optical response is detected by Photomaru (manufactured by Hamamatsu Photonics) while the first extinction position (the transmittance is the lowest). Position) and a second extinction position. At this time, 1/2 of the angle from the first extinction position to the second extinction position was defined as the tilt angle.
【００５７】本例の液晶素子の配向は均一であり、ドメ
インレススイッチングが得られ、図９に示すＶ−Ｔ特性
が得られた。尚、図中のＶhys／Ｖsatとしては、０．０
１１であり、配向ムラに起因するヒステリシスはほとん
どなかった。The orientation of the liquid crystal element of this example was uniform, domainless switching was obtained, and the VT characteristics shown in FIG. 9 were obtained. Note that V hys / V sat in the figure is 0.0
11, and there was almost no hysteresis due to the uneven alignment.
【００５８】（実施例２）実施例１で用いた液晶化合物
ａ，ｂ，ｃをそれぞれさらに中圧シリカゲルカラムで精
製した後、再結晶を３回繰り返して液晶化合物ａ’，
ｂ’，ｃ’を得た。この液晶化合物ａ’，ｂ’，ｃ’を
それぞれ６０重量％。２０重量％、２０重量％用いて液
晶組成物Ｂを調整し、実施例１と同様の液晶素子を構成
したところ、Ａ−Ｖ混在温度幅は０．８℃であり、Ｖ
hys／Ｖsatは０．００２であり、配向むらに起因するヒ
ステリシスはほとんどなかった。Example 2 After the liquid crystal compounds a, b, and c used in Example 1 were further purified by a medium-pressure silica gel column, recrystallization was repeated three times, and the liquid crystal compounds a ′,
b ′ and c ′ were obtained. Each of the liquid crystal compounds a ′, b ′, and c ′ was 60% by weight. When the liquid crystal composition B was adjusted using 20% by weight and 20% by weight to form a liquid crystal element similar to that in Example 1, the mixed temperature range of AV was 0.8 ° C.
hys / V sat was 0.002, and there was almost no hysteresis caused by uneven alignment.
【００５９】（実施例３）実施例１で使用した液晶化合
物ａ，ｂ，ｃに代えて、実施例２で使用した液晶化合物
ａ’，ｂ’，ｃ’を用いて、実施例１と同じ組成の液晶
組成物Ａ’を調整し、液晶素子を構成した。得られた液
晶素子のＡ−Ｖ混在温度幅２．０℃であり、Ｖhys／Ｖ
satとしては、０．００９であり、配向ムラに起因する
ヒステリシスはほとんどなかった。Example 3 The same as Example 1 except that the liquid crystal compounds a ′, b ′, and c ′ used in Example 2 were used instead of the liquid crystal compounds a, b, and c used in Example 1. A liquid crystal composition A ′ having a composition was prepared to form a liquid crystal element. The obtained liquid crystal element has an AV mixed temperature range of 2.0 ° C. and V hys / V
The sat was 0.009, and there was almost no hysteresis due to uneven alignment.
【００６０】（実施例４）実施例１で用いた液晶化合物
ａ，ｂ，ｃを用い、実施例２の液晶組成物Ｂと同じ組成
の液晶組成物Ｂ’を調整し、実施例１と同様の液晶素子
を構成した。得られた液晶素子のＡ−Ｖ混在温度幅は
１．３℃であり、Ｖhys／Ｖsatは０．００８であり、配
向ムラに起因するヒステリシスはほとんどなかった。Example 4 A liquid crystal composition B ′ having the same composition as the liquid crystal composition B of Example 2 was prepared using the liquid crystal compounds a, b, and c used in Example 1, and the same as in Example 1. Was constructed. The obtained liquid crystal element had an A-V mixed temperature range of 1.3 ° C., V hys / V sat of 0.008, and almost no hysteresis due to alignment unevenness.
【００６１】（比較例）下記の化合物ｉ，ｊを用いて、
下記の液晶組成物をそれぞれ調整し、実施例１と同様の
液晶素子を構成した。Comparative Example Using the following compounds i and j,
The following liquid crystal compositions were respectively adjusted to form the same liquid crystal element as in Example 1.
【００６２】[0062]
【化５】 Embedded image
【００６３】実施例２で用いた液晶組成物Ｂ１００重量
％に１０重量％の化合物ｉを添加し、液晶組成物Ｘを調
整して液晶素子を構成した。得られた液晶素子のＡ−Ｖ
混在温度幅は６．４℃であった。The liquid crystal composition X was prepared by adding 10% by weight of the compound i to 100% by weight of the liquid crystal composition B used in Example 2 to form a liquid crystal element. AV of the obtained liquid crystal element
The mixed temperature range was 6.4 ° C.
【００６４】実施例２で用いた液晶組成物Ｂ１００重量
％に２０重量％の化合物ｉを添加し、液晶組成物Ｙを調
整して液晶素子を構成した。得られた液晶素子のＡ−Ｖ
混在温度幅は１０．５℃であった。The liquid crystal composition Y was prepared by adding 20% by weight of the compound i to 100% by weight of the liquid crystal composition B used in Example 2 to form a liquid crystal element. AV of the obtained liquid crystal element
The mixed temperature range was 10.5 ° C.
【００６５】実施例１で用いた液晶組成物Ａ１００重量
％に１重量％の化合物ｊを添加し、液晶組成物Ｚを調整
して液晶素子を構成した。得られた液晶素子のＡ−Ｖ混
在温度幅は４．９℃であった。1% by weight of the compound j was added to 100% by weight of the liquid crystal composition A used in Example 1, and the liquid crystal composition Z was adjusted to form a liquid crystal element. The obtained liquid crystal device had an AV mixed temperature range of 4.9 ° C.
【００６６】上記液晶素子をそれぞれ偏光顕微鏡観察し
たところ、配向ムラが激しかった。また、Ｖ−Ｔ特性を
測定したところ、それぞれＶhys／Ｖsatは０．１０２、
０．１８６、０．０９７であった。When the above liquid crystal elements were observed with a polarizing microscope, alignment unevenness was severe. When the VT characteristics were measured, V hys / V sat was 0.102, respectively.
0.186 and 0.097.
【００６７】[0067]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｖ字応答特性を有する液晶素子において、均一な配向を
実現してＶ−Ｔ特性におけるヒステリシスを大幅に低減
したことにより、良好な階調表示が可能となった。As described above, according to the present invention,
In a liquid crystal element having a V-shaped response characteristic, a uniform gradation was realized and the hysteresis in the VT characteristic was greatly reduced, so that good gradation display was possible.
【図１】本発明の液晶素子の基本構成の断面模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic sectional view of a basic configuration of a liquid crystal element of the present invention.
【図２】本発明の液晶素子をアクティブマトリクスタイ
プとした一実施形態の断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an embodiment in which the liquid crystal element of the present invention is an active matrix type.
【図３】図２の液晶素子に周辺駆動回路を組み込んだ状
態のアクティブマトリクス基板の平面模式図である。FIG. 3 is a schematic plan view of an active matrix substrate in which a peripheral driving circuit is incorporated in the liquid crystal element of FIG. 2;
【図４】本発明にかかる液晶素子を表示パネルとして用
いた液晶表示装置とグラフィックコントローラを示すブ
ロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a liquid crystal display device using a liquid crystal element according to the present invention as a display panel and a graphic controller.
【図５】図３の液晶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を示す図で
ある。5 is a diagram showing a timing chart of image information communication between the liquid crystal display device of FIG. 3 and a graphic controller.
【図６】本発明の液晶素子のスメクチックＡ相における
Ｖ−Ｔ曲線である。FIG. 6 is a VT curve in a smectic A phase of the liquid crystal device of the present invention.
【図７】本発明の液晶素子のＶ字型応答特性を有するス
メクチック相におけるＶ−Ｔ曲線である。FIG. 7 is a VT curve in a smectic phase having a V-shaped response characteristic of the liquid crystal element of the present invention.
【図８】本発明の液晶素子のスメクチックＡ相とＶ字型
応答特性を有するスメクチック相の混在状態におけるＶ
−Ｔ曲線である。FIG. 8 shows the relationship between V and V in a mixed state of a smectic A phase and a smectic phase having a V-shaped response characteristic in the liquid crystal device of the present invention.
-T curve.
【図９】本発明の実施例１の液晶素子のＶ−Ｔ曲線であ
る。FIG. 9 is a VT curve of the liquid crystal element of Example 1 of the present invention.
【図１０】従来のＶ字型応答特性の液晶素子の配向状態
を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an alignment state of a conventional liquid crystal element having a V-shaped response characteristic.
１１，１２ 基板 １３，１４ 電極 １５，１６ 配向制御層 １７ 液晶層 １８ スペーサー ２１，２２ 基板 ２３ 画素電極 ２４ ＴＦＴ ２５ 共通電極 ２６，２７ 配向制御層 ２８ シール材 ３１ 走査信号線ドライバ ３２ 情報信号線ドライバ ３３ 走査信号線 ３４ 走査信号線端部 ３５ 情報信号線 ３６ 情報信号先端部 １０１ 液晶表示装置 １０２ グラフィックコントローラ １０３ 表示パネル １０４ 走査信号線駆動回路 １０５ 情報信号線駆動回路 １０６ デコーダ １０７ 走査信号発生回路 １０８ シフトレジスタ １０９ ラインメモリ １１０ 情報信号発生回路 １１１ 駆動制御回路 １１２ ＧＣＰＵ １１３ ホストＣＰＵ １１４ ＶＲＡＭ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12 Substrate 13, 14 Electrode 15, 16 Alignment control layer 17 Liquid crystal layer 18 Spacer 21, 22 Substrate 23 Pixel electrode 24 TFT 25 Common electrode 26, 27 Alignment control layer 28 Seal material 31 Scan signal line driver 32 Information signal line driver 33 scanning signal line 34 scanning signal line end 35 information signal line 36 information signal tip 101 liquid crystal display device 102 graphic controller 103 display panel 104 scanning signal line driving circuit 105 information signal line driving circuit 106 decoder 107 scanning signal generating circuit 108 shift Register 109 Line memory 110 Information signal generation circuit 111 Drive control circuit 112 GCPU 113 Host CPU 114 VRAM
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 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 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 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） 2H088 EA12 GA04 GA17 JA20 MA04 MA13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shinichi Nakamura 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Koji Noguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Yasushi Shimizu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Takao Takiguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. F Term (reference) 2H088 EA12 GA04 GA17 JA20 MA04 MA13
Claims (10)
イラルスメクチック液晶と、該液晶を駆動するための電
極とを有し、Ｖ字型応答特性を有する液晶素子であっ
て、スメクチックＡ相とＶ字型応答特性を有するスメク
チック相との混在温度幅が３．０℃以内であり、上記カ
イラルスメクチック液晶が、スメクチックＡ相の低温側
にＶ字型応答特性を有するスメクチック相を有する液晶
化合物を少なくとも２種以上含有する液晶組成物である
ことを特徴とする液晶素子。1. A liquid crystal device having a V-shaped response characteristic, comprising: a pair of substrates; a chiral smectic liquid crystal sandwiched between the substrates; and an electrode for driving the liquid crystal. The mixed temperature range of the A phase and the smectic phase having the V-shaped response characteristic is within 3.0 ° C., and the chiral smectic liquid crystal has a smectic phase having the V-shaped response characteristic on the low temperature side of the smectic A phase. A liquid crystal element comprising a liquid crystal composition containing at least two liquid crystal compounds.
とＶ字型応答特性を有するスメクチック相との混在温度
幅が２．０℃以内である請求項１記載の液晶素子。2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the mixed temperature range of the smectic A phase and the smectic phase having a V-shaped response characteristic in the liquid crystal device is within 2.0 ° C.
とＶ字型応答特性を有するスメクチック相との混在温度
幅が１．０℃以内である請求項１記載の液晶素子。3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the mixed temperature range of the smectic A phase and the smectic phase having a V-shaped response characteristic in the liquid crystal device is within 1.0 ° C.
以上の液晶化合物からなる液晶組成物である請求項１記
載の液晶素子。4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal composition comprising five or more liquid crystal compounds.
クチックＡ相と、カイラルスメクチックＣ相或いはＶ字
型応答特性を有するスメクチック相とを示す液晶化合物
を８０重量％以上含有する液晶組成物である請求項１〜
４いずれかに記載の液晶素子。5. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal contains at least 80% by weight of a liquid crystal compound exhibiting a smectic A phase and a chiral smectic C phase or a smectic phase having a V-shaped response characteristic. ~
4. The liquid crystal device according to any one of 4.
クチックＡ相と、カイラルスメクチックＣ相或いはＶ字
型応答特性を有するスメクチック相とを示す液晶化合物
を９０重量％以上含有する液晶組成物である請求項１〜
４いずれかに記載の液晶素子。6. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal contains 90% by weight or more of a liquid crystal compound exhibiting a smectic A phase and a chiral smectic C phase or a smectic phase having a V-shaped response characteristic. ~
4. The liquid crystal device according to any one of 4.
クチックＡ相と、カイラルスメクチックＣ相或いはＶ字
型応答特性を有するスメクチック相とを示す液晶化合物
のみからなる液晶組成物である請求項１〜４いずれかに
記載の液晶素子。7. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal compound containing only a liquid crystal compound exhibiting a smectic A phase and a chiral smectic C phase or a smectic phase having a V-shaped response characteristic. 3. The liquid crystal device according to item 1.
ラル化合物とノンカイラル化合物の双方を含有する液晶
組成物である請求項１又は４記載の液晶素子。8. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal composition containing both a chiral compound and a non-chiral compound.
する液晶化合物の各チルト角の差が１５°以内である液
晶組成物である請求項１〜６のいずれかに記載の液晶素
子。9. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal composition in which a difference between tilt angles of constituent liquid crystal compounds is within 15 °.
成する液晶化合物の各チルト角の差が１０°以内である
液晶組成物である請求項７記載の液晶素子。10. The liquid crystal device according to claim 7, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal composition in which a difference between tilt angles of constituent liquid crystal compounds is within 10 °.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197692A JP2001021867A (en) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Liquid crystal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11197692A JP2001021867A (en) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Liquid crystal device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001021867A true JP2001021867A (en) | 2001-01-26 |
Family
ID=16378775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11197692A Withdrawn JP2001021867A (en) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | Liquid crystal device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001021867A (en) |
-
1999
- 1999-07-12 JP JP11197692A patent/JP2001021867A/en not_active Withdrawn
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