JPS61205921A - Liquid crystal element - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve initial orientability by providing plural structural members having side walls to one substrate into a stripe shape, subjecting the other substrate to an orientation treatment in the direction parallel with or perpendicu lar to the extension direction of said members and using a specific liquid crystal compsn. CONSTITUTION:The structural members 104 having the stripe-shaped side walls 106, 107 are disposed to one substrate 101 of a pair of electrode substrates 101, 110. The other substrate 110 is subjected to a uniaxial orientation treatment and the treatment direction thereof is controlled to the direction parallel or orthogonal with the extension direction of the members 104. The liquid crystal compsn. incorporated therein with one kind of a liquid crystal of which the phase transfers from a Ch phase to an SmA phase and Sm* phase in the course of a temp. fall and at least one kind of a liquid crystal of which the phase transfers from the Ch phase to the Sm* phase in the course of the temp. fall is used. The Sm phase is formed by the phase transfer from the higher temp. side than the Sm phase. The defect at the spacer edge is eliminated by such constitution even in the storage state in which the defect is particularly liable to appear.

Description

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

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の液晶素子としては、例えばエム・シャット（Ｍ、
５ｃｈａｄｔ）とグブリュー・ヘルフリツヒ（Ｗ、Ｈｅ
　ｉｆ　ｒｉｃｈ）著″アプライド・フィジックス・レ
ダーズ″（Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ　　Ｌｅ
ｔｔ　ｅ　ｒ　ｓ　″）第１８巻、第４号（１９７１年
２月１５日発行）、第１２７頁〜１２８頁の″ボルテー
ジ・ディペンダント・オプティカル・アクティビティ−
・オグ・ア・ツィステッドｅネフチック・リキッド・ク
リスタル″（Ｖｏｌｔａｇｅ　　ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＯ
ｐｔｉｃａｌ　　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　　ｏｆａ　　Ｔｗ
ｉｓｔｅｄ　　Ｎｅｍａｔｉｃ　　Ｌｉｑｕｉｄ　　Ｃ
ｒｙｓｔａｌ”）に示されたツィステッド−ネマチック
（ｔｗｉｓｔｅｄ　　ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を用いたも
のが知られている。As a conventional liquid crystal element, for example, M-Shut (M,
5chadt) and Gubru Helfrich (W, He
if rich) ``Applied Physics Leder''
Vol. 18, No. 4 (published February 15, 1971), pp. 127-128, "Voltage Dependent Optical Activity"
・Voltage DependentO
ptical Activity ofa Tw
isted Nematic Liquid C
A device using a twisted nematic liquid crystal as shown in "Crystal" is known.

このＴＮ液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電極構
造を用いた時分割駆動の時、クロストークを発生する問
題点があるため、画素数が制限されていた。This TN liquid crystal has a problem in that crosstalk occurs during time division driving using a matrix electrode structure with high pixel density, so the number of pixels is limited.

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

この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとして
、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク（Ｃ１
ａｒｋ）およびラガウェル（Ｌａｇｅ　ｒｗａ　ｌ　ｌ
）により提案されている（特開昭５６−１０７２１６号
公報、米国特許第４３６７９２４号明細書等）、双安定
性を有する液晶としては、一般に、カイラルスメクテイ
ツクＣ相（ＳｍＣ末）又はＨ相（Ｓ　ｍＨ”）、を有す
る強誘電性液晶が用いられる。To improve the drawbacks of conventional liquid crystal devices, the use of bistable liquid crystal devices is proposed by Clark (C1
ark) and Lage rwa l l
) (Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-107216, U.S. Patent No. 4,367,924, etc.), liquid crystals having bistability are generally chiral smectate C phase (SmC powder) or H phase. (S mH”), is used.

この液晶は電界に対して第１の光学的安定状態と第２の
光学安定状態からなる双安定状態を有し、従って前述の
ＴＮ型の液晶で用いられた光学変調素子とは異なり、例
えば一方の電界ベクトルに対して第１の光学的安定状態
に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対しては第２の
光学的安定状態に液晶が配向される。またこの型の液晶
は、加えられる電界に応答して、極めて速やかに上記２
つの安定状態のいずれかを取り、且つ電界の印加のない
ときはその状態を維持する性質を有する。このような性
質を利用することにより、上述した従来のＴＮ型素子の
問題点の多くに対して、かなり木質的な改善が得られる
。この点は、本発明と関連して、以下に、更に詳細に説
明する。しかしながら、この双安定性を有する強誘電性
液晶が所定の駆動特性を発揮するためには、一対の平行
基板間に配置される液晶が、電界の印加状態とは無関係
に、」二記２つの安定状態の間での変換が効果的に起る
ような分子配列状態にあることが必要である。This liquid crystal has a bistable state consisting of a first optically stable state and a second optically stable state with respect to an electric field. Therefore, unlike the optical modulation element used in the TN type liquid crystal described above, for example, one The liquid crystal is aligned in a first optically stable state with respect to the electric field vector, and the liquid crystal is aligned in a second optically stable state with respect to the other electric field vector. In addition, this type of liquid crystal responds to an applied electric field and very quickly responds to the above-mentioned
It has the property of taking one of two stable states and maintaining that state when no electric field is applied. By utilizing such properties, considerable improvements can be obtained in many of the problems of the conventional TN type elements mentioned above. This point will be explained in more detail below in connection with the present invention. However, in order for this ferroelectric liquid crystal with bistability to exhibit predetermined driving characteristics, the liquid crystal placed between a pair of parallel substrates must be It is necessary that the molecules be in such a state that conversion between stable states can occur effectively.

例えばＳｍＣ”又はＳ　ｍ　Ｈ”相を有する強誘電性液
晶については、ＳｍＣ”又はＳｍＨ”相を有する液晶分
子層が基板面に対して垂直で、したがって液晶分子軸が
基板面にほぼ平行に配列した領域（モノドメイン）が形
成される必要がある。しかしながら、従来の双安定性を
有する強誘電性液晶素子においては、このようなドメイ
ン構造を有する液晶の配向状態が、必ずしも満足に形成
されなかったために、充分な特性が得られなかったのが
実情である。For example, for a ferroelectric liquid crystal having an SmC" or SmH" phase, the liquid crystal molecular layer having an SmC" or SmH" phase is perpendicular to the substrate surface, and therefore the liquid crystal molecular axes are aligned approximately parallel to the substrate surface. A monodomain (monodomain) needs to be formed. However, in conventional ferroelectric liquid crystal devices with bistability, the alignment state of the liquid crystal with such a domain structure was not always formed satisfactorily, so the actual situation was that sufficient characteristics could not be obtained. It is.

たとえば、Ｃ１ａｒｋらによれば、このような配向状態
を与えるために、磁界を印加する方法、せん断力を印加
する方法、基板間に小間隔で平行なりッジ（ｒｉｄｇｅ
）を配列する方法などが提案されている。しかしながら
、これらは、いずれも必ずしも満足すべき結果を与える
ものではなかった。たとえば、磁界を印加する方法は、
大規模な装置を要求するとともに作動特性の良好な薄層
セルとは両立しがたいという難点があり、また、せん断
力を印加する方法は、セルを作成後に液晶を注入する方
法と両立しないという難点がある。又、セル内に平行な
りツジを配列する方法では、それのみによっては、安定
な配向効果を与えられない。For example, according to C1ark et al., methods of applying a magnetic field, methods of applying a shear force, and methods of applying a parallel ridge between the substrates in order to provide such an orientation state are described.
) have been proposed. However, none of these methods necessarily gave satisfactory results. For example, the method of applying a magnetic field is
There are disadvantages in that it requires large-scale equipment and is incompatible with thin-layer cells with good operating characteristics.Also, the method of applying shear force is incompatible with the method of injecting liquid crystal after creating the cell. There are some difficulties. Further, the method of arranging parallel apertures within the cell cannot provide a stable alignment effect by itself.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

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

〔作用〕[Effect]

本発明者らは、前述の目的に沿って研究した結果、液晶
を挟持する一対の平行基板のうち少なくとも一方の基板
の面がラビング等による一軸性配向処理効果と一対の基
板間に配置したストライプ状の側壁を有する構造部材の
配列による効果を併用するとともに、降温過程でコレス
テリック相からスメクテイツクＡ相及びカイラルスメク
テイツク相に相転移を生じる液晶の少なくとも１種と降
温過程でコレステリック相からカイラルスメクテイツク
相に相転移を生じる液晶の少なくとも１種とを含有した
液晶組成物のを含有した液晶組成物のスメクテイツク相
、例えばＳｍＡ（スメクテイツクＡ相）、カイラルスメ
クテイツク相等を該スメクテイツク相より高温側の相、
例えばコレステリック相（カイラルネマチック相）、ネ
マチック相、等月相からの徐冷による相転移を用いた場
合、スメクテイック相のモノドメインを形成することが
でき、この結果強誘電性液晶の双安定性に基づくＸｒの
作動と液晶層のモノドメイン性を両立し得る構造の液晶
素子が得られることを見い出した。As a result of research in line with the above-mentioned objective, the present inventors have found that the surface of at least one of a pair of parallel substrates sandwiching a liquid crystal has a uniaxial alignment treatment effect by rubbing etc. In addition to utilizing the effect of the arrangement of structural members having shaped side walls, at least one type of liquid crystal that undergoes a phase transition from a cholesteric phase to a smectic A phase and a chiral smectic phase during the cooling process, and from the cholesteric phase to a chiral smectic phase during the cooling process. A smectic phase of a liquid crystal composition containing at least one kind of liquid crystal that causes a phase transition in the smectic phase, such as SmA (smectic A phase), a chiral smectic phase, etc., at a temperature higher than that of the smectic phase. side phase,
For example, when phase transition from cholesteric phase (chiral nematic phase), nematic phase, and isolunar phase is used, monodomains of smectic phase can be formed, resulting in the bistability of ferroelectric liquid crystals. It has been found that a liquid crystal element can be obtained with a structure that allows for both Xr-based operation and monodomain property of the liquid crystal layer.

〔問題点を解決する丸めの手段〕[Rounding method to solve problems]

本発明の液晶素子は、前述の知見に基づくものであり、
より詳しくは、一対の平行基板間に液晶を挟持させてな
る液晶素子において、該一対の平行基板のうちの第１の
基板の液晶と接触する側の面には、それぞれ側壁を有す
る複数の構造部材がストライブ状に配置され、第２の基
板の液晶と接する側の面には、前記第１の基板上の複数
の構造部材の延長方向とほぼ平行もしくは垂直な方向の
一軸性配向処理が施されているとともに、降温過程でコ
レステリック相からスメクテイツクＡ相及びカイラルス
メクテイツク相に相転移を生じる液晶（液晶Ａという）
の少なくとも１種と降温過程でコレステリック相からカ
イラルスメクティック相に相転移を生じる液晶（液晶Ｂ
という）の少なくとも１種とを含有した液晶組成物のを
含有した液晶組成物のスメクティック相を該スメクティ
ック相より高温側の相からの徐冷による相転移により形
成した点に特徴を有している。The liquid crystal element of the present invention is based on the above-mentioned findings,
More specifically, in a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of parallel substrates, a first substrate of the pair of parallel substrates has a plurality of structures each having a side wall on the side that contacts the liquid crystal. The members are arranged in stripes, and the surface of the second substrate in contact with the liquid crystal is subjected to uniaxial alignment treatment in a direction substantially parallel or perpendicular to the extending direction of the plurality of structural members on the first substrate. A liquid crystal (referred to as liquid crystal A) that undergoes a phase transition from a cholesteric phase to a smectic A phase and a chiral smectic phase during the cooling process.
A liquid crystal that undergoes a phase transition from a cholesteric phase to a chiral smectic phase during the temperature cooling process (liquid crystal B
) is characterized in that the smectic phase of the liquid crystal composition containing at least one type of smectic phase is formed by a phase transition due to gradual cooling from a phase on the higher temperature side than the smectic phase. .

さらに、本発明者らは、前述の液晶組成物中に降温過程
で等月相からスメクテイツクＡ相およびカイラルスメク
テイック相に相転移を生じる液晶（以下、液晶Ｃという
）を加えた液晶組成物は、前述の液晶組成物よりも一層
長期間に亘った配向の安定性能が得られることを見い出
した。Furthermore, the present inventors have developed a liquid crystal composition in which a liquid crystal that undergoes a phase transition from an isolunar phase to a smectic A phase and a chiral smectic phase (hereinafter referred to as liquid crystal C) is added to the aforementioned liquid crystal composition. found that a more stable alignment performance over a longer period of time can be obtained than the liquid crystal compositions described above.

従って１本発明は前述の液晶Ａと液晶Ｂ、好ましくは液
晶Ｃを含有させた液晶組成物を封入したセル構造をなし
、前記一対の基板のうち。Accordingly, one aspect of the present invention has a cell structure in which a liquid crystal composition containing the above-mentioned liquid crystal A and liquid crystal B, preferably liquid crystal C, is sealed, and one of the pair of substrates.

少なくとも一方の基板の面が界面で接する液晶の分子軸
方向を優先して一力向に配向させる効果を有しているこ
とを特徴としている。It is characterized in that it has the effect of preferentially aligning the molecular axis direction of the liquid crystal with which at least one substrate surface contacts at the interface in a single force direction.

〔実施例〕〔Example〕

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

本発明で用いる液晶は１強誘電性を有するものであって
、具体的にはカイラルスメクテイツクＣ相（ＳｍＣχ）
、Ｈ相（ＳｍＨ”）、Ｉ相（Ｓｍｌ”）、Ｊ相（Ｓ　ｍ
　Ｊ業）、ＫＭ（ＳｍＫ”）、Ｇ相（ＳｍＧ末）又はＦ
相（ＳｍＦ”）を有する液晶を用いることができる。The liquid crystal used in the present invention has a ferroelectric property, and specifically has a chiral smectic C phase (SmCχ).
, H phase (SmH"), I phase (Sml"), J phase (S m
J industry), KM (SmK''), G phase (SmG end) or F
A liquid crystal having a phase (SmF") can be used.

本発明で用いる液晶組成物は、所定温度で強誘電性を示
す。前述の液晶Ａ、液晶Ｂ及び液晶Ｃの具体例をそれぞ
れ表１、表２及び表３に示す。The liquid crystal composition used in the present invention exhibits ferroelectricity at a predetermined temperature. Specific examples of the aforementioned liquid crystal A, liquid crystal B, and liquid crystal C are shown in Table 1, Table 2, and Table 3, respectively.

表　　　　１ 液晶Ａの具体例 （化合物名、構造式及び相転移点） ４−（２’−メチルブチル）フェニル−４′オクチルオ
キシビフェニル−４−カルボキシレートビフェニル−４
′−力ルポキシレート ；＝　コレステリック相　；＝　等吉相Ｐ−ｎ−オクチ
ルオキシ安息香酸−Ｐ′−（２−メチルブチルオキシ）
フェニルエステル表　　　　２ 液晶Ｂの具体例 （化合物名、構造式及び相転移点） ビフェニル−４′−カルボキシレート ビフェニル−４′−力ルポキシレート ７６℃　　　　８８．６℃　　　　　　　１５５．４℃
結晶　；＝　ＳｍＣ＊；＝　コレステリック相　；＝　
等吉相−２−クロロ−１，４−フ二二レンジアミン表　
　　　３ 液晶Ｃの具体例 （化合物基、構造式及び相転移点） −メチルブチル−α−シアノシンナメート（ＤＯＢＡＭ
ＢＣＣ）−メチルブチル−α−メチルシンナメート−Ｃ
ＯＯＣＨ２ＣＨＣ２Ｈ５ 木 ４．４′−アゾキシシンナミックアシッド−ビス（２−
メチルブチル）エステルＨ これら前述の液晶Ａ、液晶Ｂ及び液晶Ｃは、それぞれ２
種以上組合せて使用することもできる。Table 1 Specific examples of liquid crystal A (compound name, structural formula, and phase transition point) 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'octyloxybiphenyl-4-carboxylate biphenyl-4
′-Lupoxylate;= Cholesteric phase ;= Etokichi phase P-n-Octyloxybenzoic acid-P′-(2-methylbutyloxy)
Phenyl ester Table 2 Specific examples of liquid crystal B (compound name, structural formula and phase transition point) Biphenyl-4'-carboxylate Biphenyl-4'-carboxylate 76°C 88.6°C 155.4°C
Crystal ;= SmC* ;= Cholesteric phase ;=
Tokichi phase-2-chloro-1,4-phenyl diamine table
3 Specific example of liquid crystal C (compound group, structural formula and phase transition point) -Methylbutyl-α-cyanocinnamate (DOBAM
BCC)-methylbutyl-α-methylcinnamate-C
OOCH2CHC2H5 Wood4.4'-Azoxycinnamic acid-bis(2-
Methylbutyl) ester H These liquid crystals A, B and C each have 2
It is also possible to use a combination of two or more species.

本発明で用いる液晶組成物での液晶Ａと液晶Ｂの割合は
、使用する液晶の種類によって相違するが、一般的に１
重量部の液晶Ｂに対して０．０５〜２０重量部、好まし
くは０．５〜２重量部である。The ratio of liquid crystal A to liquid crystal B in the liquid crystal composition used in the present invention varies depending on the type of liquid crystal used, but is generally 1.
The amount is 0.05 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight, based on the weight of liquid crystal B.

又、液晶Ｃの配合割合は、液晶組成物中に０．１〜４０
重量％、好ましくは５〜２０重量％である。In addition, the blending ratio of liquid crystal C is 0.1 to 40% in the liquid crystal composition.
% by weight, preferably from 5 to 20% by weight.

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

第１図は、強誘電性液晶の動作説明の為に、セルの例を
模式的に描いたものである。２１ａと２１ｂは、Ｉｎ２
Ｏ３，５ｎ０２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ
　　Ｏｘｉｄｅ）等の薄膜からなる透明電極で被覆され
た基板（ガラス板）であり、その間に液晶分子層２２が
ガラス面に垂直になるよう配向したＳｍＣ”相ヌはＳｍ
Ｈ”相の液晶が封入されている。太線で示した線２３が
液晶分子を表わしており。FIG. 1 schematically depicts an example of a cell for explaining the operation of a ferroelectric liquid crystal. 21a and 21b are In2
O3, 5n02 or ITO (Indium-Tin
A substrate (glass plate) coated with a transparent electrode made of a thin film such as SmOxide, etc., between which a liquid crystal molecular layer 22 is oriented perpendicular to the glass surface.
H'' phase liquid crystal is sealed. The thick line 23 represents the liquid crystal molecules.

この液晶分子２３はその分子に直交した方向に双極子モ
ーメント（Ｐ上）２４を有している。This liquid crystal molecule 23 has a dipole moment (on P) 24 in a direction perpendicular to the molecule.

基板２１ａと２１ｂ上の電極間に一定の閾値以上の電圧
を印加すると、液晶分子２３のらせん構造がほどけ、双
極子モーメントＣＰ上）２４がすべて電界方向に向くよ
う、液晶分子２３は配向方向を変えることができる。液
晶分子２３は、細長い形状を有しており、その長袖方向
と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例えばカラス
面の上下に互いにクロスニコルの偏光子を置けば、電圧
印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子と
なることは、容易に理解される。When a voltage equal to or higher than a certain threshold is applied between the electrodes on the substrates 21a and 21b, the helical structure of the liquid crystal molecules 23 is unraveled, and the liquid crystal molecules 23 change their alignment direction so that all of the dipole moments (CP) 24 are oriented in the direction of the electric field. It can be changed. The liquid crystal molecule 23 has an elongated shape and exhibits refractive index anisotropy in its long axis direction and short axis direction. Therefore, for example, if crossed Nicol polarizers are placed above and below the glass surface, the polarity of the applied voltage will change depending on the voltage applied polarity. It is easily understood that this results in a liquid crystal optical modulation element whose optical properties change.

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

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

その第１は、応答速度が極めて速いことであり、第２は
液晶分子の配向が双安定性を有することである。第２の
点を、例えば第２図によって更に説明すると、電界Ｅａ
を印加すると液晶分子は第１の安定状７１！３３　ａに
配向するが、この状態は電界を切っても安定である。又
、逆向きの電界Ｅｂを印加すると、液晶分子は第２の安
定状態３３ｂに配向してその分子の向きを変えるが、や
はり電界を切ってもこの状態に留っている。又、与える
電界Ｅａが一定の閾値を越えない限り、それぞれの配向
状態にやはり維持されている。このような応答速度の速
さと、双安定性が有効に実現されるにはセルとしては出
来るだけ薄い方が好ましい。The first is that the response speed is extremely fast, and the second is that the alignment of liquid crystal molecules has bistability. To further explain the second point, for example with reference to FIG. 2, the electric field Ea
When the voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned in the first stable state 71!33a, and this state remains stable even when the electric field is turned off. When an electric field Eb in the opposite direction is applied, the liquid crystal molecules are oriented to a second stable state 33b and change their orientation, but they remain in this state even after the electric field is turned off. Further, as long as the applied electric field Ea does not exceed a certain threshold value, each orientation state is maintained. In order to effectively realize such fast response speed and bistability, it is preferable that the cell be as thin as possible.

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

第３図（Ａ）−（Ｃ）は、本発明の液晶素子の一実施例
を示している。第３図（Ａ）は同実施例の斜視図であり
、第３図（Ｂ）はその側面の断面図、第３図（Ｃ）はそ
の正面の断面図である。但し第３図（Ａ）においては、
液晶ならびに偏光子の図示は省略しである。FIGS. 3(A) to 3(C) show an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. FIG. 3(A) is a perspective view of the same embodiment, FIG. 3(B) is a side sectional view thereof, and FIG. 3(C) is a front sectional view thereof. However, in Figure 3 (A),
Illustrations of liquid crystal and polarizer are omitted.

ｍ３図（Ａ）−（ｃ）において、ガラス板またはプラス
チック板などからなる基板１０１の上に、複数の電極１
０２からなる電極群（例えば走査電極群を構成）が、所
定のパターンにエツチング等により形成されている。更
に、これら電極１０２と交互に且つ並列する位置関係で
、ストライプ形状で複数配置された側壁１０６および１
０７を有するスペーサ部材１０４が形成されている。In Figures (A) to (c), a plurality of electrodes 1 are placed on a substrate 101 made of a glass plate or a plastic plate.
A group of electrodes (eg, constituting a group of scanning electrodes) consisting of 02 is formed in a predetermined pattern by etching or the like. Furthermore, a plurality of side walls 106 and 1 are arranged in a stripe shape in a positional relationship that is alternately and parallel to these electrodes 102.
A spacer member 104 having a diameter of 07 is formed.

さらに基板１０１上のスペーサ部材１０４形成部を除き
電極１０２を覆って絶縁膜１０３が形成されている。Furthermore, an insulating film 103 is formed to cover the electrode 102 except for the area where the spacer member 104 is formed on the substrate 101.

スペーサ部材１０４は、例えばポリビニルアルコール、
ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、
ポリパラキシリレン。The spacer member 104 is made of polyvinyl alcohol, for example.
Polyimide, polyamideimide, polyesterimide,
Polyparaxylylene.

ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセター
ル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポ
リスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹
脂、アクリル樹脂などの樹脂類、或いは感光性ポリイミ
ド、感光性ポリアミド、環化ゴム系フォトレジスト、フ
ェノールノボラック系フォトレジスト或いは電子線フォ
トレジスト　（ポリメチルメタクリレート、エポキシ化
−１，４−ポリブタジェンなど）などから選択して形成
することが好ましい。Resins such as polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, Urya resin, acrylic resin, or photosensitive polyimide, photosensitive polyamide, cyclized rubber photoresist , phenol novolac photoresist, or electron beam photoresist (polymethyl methacrylate, epoxidized-1,4-polybutadiene, etc.).

絶縁膜１０３は、電極１０２から液晶層への電荷の注入
を防止する機能を有し、例えば−酸化ケイ素、二酸化ケ
イ素、酸化アルミニウム、ジルコニア、フッ化マグネシ
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、などの化合物を用いて
例えば蒸着により被膜形成して得ることができる。また
それ以外にも１例えばポリビニルアルコール、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリパラ
キシレリン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビ
ニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポ
リアミド、ポリスチレン２セルロース樹脂、メラミン樹
脂、ユリャ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂類の塗膜とし
て形成することもできる。絶縁膜１０３の膜厚は、材料
のもつ電荷注入防止能力と、液晶層の厚さにも依存する
が、通常５０人〜５ｗ、好適には、５００人〜５０００
人の範囲で設定される。一方、液晶層の層厚は。The insulating film 103 has a function of preventing charge injection from the electrode 102 to the liquid crystal layer, and is made of, for example, silicon oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride, cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride. It can be obtained by forming a film by vapor deposition using a compound such as silicon carbide or boron nitride. In addition, there are also 1 examples of polyvinyl alcohol, polyimide, polyamideimide, polyesterimide, polyparaxylerin, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polystyrene 2 cellulose resin, melamine resin, yurya resin. It can also be formed as a coating film of resin such as or acrylic resin. The thickness of the insulating film 103 depends on the charge injection prevention ability of the material and the thickness of the liquid crystal layer, but is usually 50 to 5W, preferably 500 to 5000.
Set within the range of people. On the other hand, the thickness of the liquid crystal layer.

液晶材料に特有の配向のし易さと素子として要求される
応答速度に依存するが、スペーサ部材１０４の高さによ
って決定され、通常０．２　ＪＬ〜２００　ＪＡ、、好
適には、０．５＃　〜ｔｏｇの範囲で設定される。又、
スペーサ部材１０４の幅は、通常０，５ルー５０ｇ、ｆ
ｌ？適にはＩＬ〜２０ルの範囲で設定される。スペーサ
部材１０４のピッチ（間隔）は、あまり大きすぎると液
晶分子の均一な配向性を明害し、一方、あまり小さ過ぎ
ると液晶光学素子としての有効面積の減少を招く。この
為、通常１０終〜２ｍｍ、好適には。Although it depends on the ease of alignment peculiar to the liquid crystal material and the response speed required for the element, it is determined by the height of the spacer member 104, and is usually 0.2 JL to 200 JA, preferably 0.5 #. It is set in the range of ~tog. or,
The width of the spacer member 104 is usually 0.5 ru 50g, f
l? It is suitably set in the range of IL to 20 IL. If the pitch (distance) of the spacer members 104 is too large, the uniform alignment of liquid crystal molecules will be impaired, while if it is too small, the effective area of the liquid crystal optical element will be reduced. For this reason, it is usually 10 mm to 2 mm, preferably.

５０〜７００Ｐの範囲でピッチが設定される。The pitch is set in the range of 50 to 700P.

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

本発明の液晶素子は、上記のようにして処理された基板
１０１と平行に重ね合されたもう一方の基板１１０を備
えており、この基板１１０の上には複数の電極（たとえ
ば信号電極）１１１からなる電極群と、更にその上に絶
縁膜１１２が形成されている。複数の（信号）電極１１
１と、もう一方の複数の（走査）電極１０２は、マトリ
クス構造で配線されることができる。基板１１０上の絶
縁膜１１２は、前述の絶縁膜１０３と同様に液晶層１０
５に流れる電流の発生を防止するものであり、前述の絶
縁膜１０３と同様の物質によって被膜形成される。本発
明に従い、この基板１０１の絶縁膜１１２のなす平面１
１３には一軸配向性処理を行ない、その配向方向を、前
記基板１０１上のスペーサ部材１０４の延長方向とほぼ
平行（すなわち、これら二方向のなす角度を０として、
好ましくはＯ°≦θく１５°）または直交（好ましくは
、８０″くθ＜１００”）させる。この際、これら二方
向のなす角度θを直交した場合の液晶セルは、角度θを
平行とした場合の液晶セルと比較して配向欠陥を生じる
傾向が大きく、特に一軸性配向処理として下達のラビン
グ処理を適用した場合では角度θを平行とした液晶セル
の方が角度０を直交とした液晶セルに較べ配向欠陥のな
いモノドメインを形成することができる０本発明者等の
研究によれば、このような平行または直交関係が満たさ
れないと、スペーサのエツジ部分で液晶分子の配向が乱
れたり、記憶作用を有するセルにおいては、双安定状態
間でのスイッチングがうまく行なわれない現象が生じる
。但し上記したθの範囲表現からもわかるように、１５
°程度までのずれは実用上問題ない、このような−軸配
向性処理は、ＴＮ型液晶セルについてよく知られている
ように、絶縁膜１１２をビロード、布または紙などによ
りラビング処理するか、或いは絶縁膜１１２の斜め蒸着
法により達成することができる。The liquid crystal element of the present invention includes the substrate 101 processed as described above and another substrate 110 stacked in parallel, and a plurality of electrodes (for example, signal electrodes) 111 are provided on this substrate 110. An insulating film 112 is further formed on the electrode group. Multiple (signal) electrodes 11
1 and the other plurality of (scanning) electrodes 102 can be wired in a matrix structure. The insulating film 112 on the substrate 110 is similar to the above-mentioned insulating film 103, and the insulating film 112 covers the liquid crystal layer 10.
The film is formed of the same material as the insulating film 103 described above. According to the present invention, the plane 1 formed by the insulating film 112 of this substrate 101
13 is subjected to uniaxial orientation treatment, and the orientation direction is approximately parallel to the extending direction of the spacer member 104 on the substrate 101 (that is, assuming that the angle between these two directions is 0,
Preferably, the angles are 0°≦θ and 15°) or perpendicular (preferably, 80″ and θ<100″). At this time, a liquid crystal cell in which the angle θ formed by these two directions is orthogonal has a greater tendency to cause alignment defects than a liquid crystal cell in which the angle θ is parallel. According to research conducted by the present inventors, when this process is applied, a liquid crystal cell with an angle θ parallel to the other can form a monodomain free of alignment defects compared to a liquid crystal cell with an angle 0 perpendicular. If such a parallel or orthogonal relationship is not satisfied, the alignment of liquid crystal molecules at the edge portion of the spacer may be disturbed, or in a cell having a memory function, switching between bistable states may not be performed properly. However, as can be seen from the range expression of θ above, 15
Such a -axis alignment treatment, which does not cause any practical problems with a deviation of about 10°, can be carried out by rubbing the insulating film 112 with velvet, cloth, or paper, as is well known for TN type liquid crystal cells, or by rubbing the insulating film 112 with velvet, cloth, or paper. Alternatively, this can be achieved by oblique vapor deposition of the insulating film 112.

なお上記したような一軸配向性処理は、基本的には基板
１０１については行なう必要はないが、基板１０１につ
いても行なうことができ、この際は、スペーサ部材１０
４の延長方向とほぼ平行または直交する一軸配向性処理
後に。Note that the above-described uniaxial alignment treatment basically does not need to be performed on the substrate 101, but it can be performed on the substrate 101 as well.
After uniaxial orientation treatment approximately parallel or orthogonal to the extension direction of 4.

絶縁膜１０３を蒸着により形成するか、或いは絶縁膜１
０３の形成後に一軸配向性処理を行ない、その後に絶縁
膜１０３のなす面１０８の配向処理効果を選択的に除く
ことにより、スペーサ部材１０４の側壁１０６および１
０７に選択的に配向処理効果を付与することが、得られ
る液晶素子の応答速度を速くする為に望ましい。The insulating film 103 is formed by vapor deposition, or the insulating film 1
After forming the spacer member 104, a uniaxial orientation treatment is performed, and then the effect of the orientation treatment on the surface 108 of the insulating film 103 is selectively removed.
It is desirable to selectively impart an alignment treatment effect to 07 in order to increase the response speed of the obtained liquid crystal element.

本発明の液晶素子には、一対の平行基板１０１と１１０
の両側、すなわち基板１０１と１１０を挟む一対の偏光
手段（偏光子１１４と検光子１１５）を用いることがで
きる。偏光子１１４と検光子１１５としては１通常の偏
光板、偏光膜や偏光ビームスプリッタ−を用いることが
でき、この際、この偏光手段をクロスニコル状態又はパ
ラレルニコル状態で、配置することが可能である。The liquid crystal element of the present invention includes a pair of parallel substrates 101 and 110.
A pair of polarizing means (polarizer 114 and analyzer 115) sandwiching the substrates 101 and 110 can be used. As the polarizer 114 and the analyzer 115, a normal polarizing plate, polarizing film, or polarizing beam splitter can be used. In this case, the polarizing means can be arranged in a crossed nicol state or a parallel nicol state. be.

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

上記においては、本発明の液晶素子を、その好ましい一
実施例に基づいて説明した。しかしながら本発明の範囲
内で、上記実施例を種々変形することができることは、
容易に理解できよう、たとえば、上記例においてスペー
サ部材１０４として説明した部材は、液晶に対して必要
な壁効果を及ぼすための側壁を有するならば、一対の平
行基板の両方に接触してスペーサ　　゛部材としても機
能するものでなくてもよい。In the above, the liquid crystal element of the present invention has been explained based on a preferred embodiment thereof. However, within the scope of the present invention, the above embodiments can be modified in various ways.
As can be easily understood, for example, the member described as spacer member 104 in the above example can contact both of a pair of parallel substrates and act as a spacer if it has side walls to exert the necessary wall effect on the liquid crystal. It does not have to function as a member.

但し上述の例からも分る通り、スペーサ部材は好ましい
構造部材の例であり、又、スペーサ部材１０４が直線に
沿って、ドツト状に配置した変形ストライプ状スペーサ
とすることも可能である。また、電極は上記した単純ス
トライプ状のマトリクス電極に限らず、他の形状、例え
ば７セグメント構造の電極配線で形成されていてもよい
。However, as can be seen from the above example, the spacer member is an example of a preferable structural member, and it is also possible to use a modified stripe-shaped spacer in which the spacer member 104 is arranged in a dot shape along a straight line. Further, the electrodes are not limited to the above-described simple striped matrix electrodes, but may be formed in other shapes, for example, electrode wiring having a 7-segment structure.

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

芝施例１ 一対＋７）Ｉ　Ｔｏ　（Ｉ　ｎｄ　ｉ　ｕｍ−Ｔｉ　ｎ
　−Ｏｘ　ｉ　ｄ　ｅ）からなるストライプ状のパター
ン電極が形成された基板の一方に、ポリイミド膜を１５
００人程度０膜厚で形成し、一方向にラビング処理した
。また他方の基板にはポリイミド膜を２ｇｒｎの膜厚で
形成し、フォトエツチングにより、２００μｍピッチで
巾２０ｇｍのストライプ状スペーサを形成した。Turf Example 1 Pair+7) I To (Indium-Tin
A polyimide film was deposited for 15 minutes on one side of the substrate on which a striped pattern electrode consisting of
The film was formed with a film thickness of about 0.00 and rubbed in one direction. A polyimide film having a thickness of 2grn was formed on the other substrate, and striped spacers having a width of 20gm and a pitch of 200μm were formed by photoetching.

ポリイミドとしては、東し社製５Ｐ−５１０を用い、そ
のＮ−メチルピロリドン溶液をディッピングもしくはス
ピナーコーティングにより塗布してポリイミド膜形成し
た。As the polyimide, 5P-510 manufactured by Toshisha Co., Ltd. was used, and a solution of its N-methylpyrrolidone was applied by dipping or spinner coating to form a polyimide film.

エツチングは、ヒドラジン：　Ｎａ０Ｈ＝　１　：ｌの
混合液をエツチング液として、これを３゜°Ｃに昇温し
、ポリイミド膜を形成した基板を３分間浸漬してエツチ
ングを行なった。Etching was carried out by using a mixed solution of hydrazine:Na0H=1:l as an etching solution, heating it to 3°C, and immersing the substrate on which the polyimide film was formed for 3 minutes.

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

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

紅ｍ ４−（２’−メチルブチル）フェニル−４′−才クチル
オキシビフェニル−４− カルボキシレート　　　　　　１００重量部４−へキシ
ルオキシフェニル−４− （２′−メチルブチル）ビフェニル−４′−力ルポキシ
レート　　　　　　　２５重量部実施例２〜７ 前記実施例１で用いた組成物Ａに代えて、下記組成物Ｂ
（実施例２）、Ｃ（実施例３）。Red m 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'-lactyloxybiphenyl-4-carboxylate 100 parts by weight 4-hexyloxyphenyl-4-(2'-methylbutyl)biphenyl-4'-rupoxylate 25 Parts by weight Examples 2 to 7 In place of composition A used in Example 1, the following composition B was used.
(Example 2), C (Example 3).

Ｄ（実施例４）　、　Ｅ　（実施例５）、Ｆ（実施例６
）及びＧ（実施例７）を用いたほかは、実施例１と全く
同様の方法で液晶セルを作成し、それぞれのＳｍＣ＊の
液晶セルを偏光顕微鏡で観察したところ、何れの場合で
も配向欠陥を生じていない非らせん構造のモノドメイン
の形式が確認できた。特に、下記組成物Ｆ及びＧを用い
た液晶素子は、２０Ｖの１ｍ５ｅｃパルスに対して良好
なスイッチング特性を示した。D (Example 4), E (Example 5), F (Example 6)
) and G (Example 7), liquid crystal cells were created in exactly the same manner as in Example 1, and when each SmC* liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, no alignment defects were found in any case. A monodomain format with a non-helical structure that does not occur was confirmed. In particular, liquid crystal devices using the following compositions F and G exhibited good switching characteristics for a 1 m5 ec pulse of 20 V.

厳重遣」 ４−ペンチルフェニル−４− （ｔ”−メチルヘキシル）ビフェニル −４′−力ルポキシレート　　　１００重量部４−才ク
チルオキシフェニル−４− （２′−メチルブチル）ビフェニル −４′−力ルポキシレート　　　　７０重量部紅基量Ｓ ４−ペンチルフェニル−４− （ｃ−メチルヘキシル）ビフェニル −４′−力ルポキシレート　　　１００重量部４−へキ
シルオキシフェニル−４− （２”−メチルブチル）ビフェニル −４′−力ルポキシレート　　　　７５重量部糺底上Ｊ ｐ−ｎ−オクチルオキシ安息香酸−〆−（２−メチルブ
チルオキシ）フェニル エステル　　　　　　　　　　ｉｏｏ重量部４−へキシ
ルオキシフェニル−４− （２′−メチルブチル）ビフェニル −４′−力ルポキシレート　　　　７５重量部糺底上」 ４−（２’−メチルブチル）フェニル−４′−オクチル
オキシビフェニル−４− カルボキシレート　　　　　　１００重量部４−へキシ
ルオキシフェニル−４− （２′−メチルブチル）ビフェニル −４′−力ルポキシレート　　　　８０重量部糺厳重」 ４−（２’−メチルブチル）フェニル−４′−才クチル
オキシビフェニル−４− カルボキシレート　　　　　　ｉｏｏ重量部４−へキシ
ルオキシフェニル−４− （２′−メチルブチル）ビフェニル −４′−力ルポキシレート　　　　８０重量部ＤＯＢＡ
ＭＢＣ８０重量部 糺厳重ｊ ｐ−ｎ−オクチルオキシ安息香酸−ｐ′−（２−メチル
ブチルオキシ）フェニル エステル　　　　　　　　　　１００重量部４−へキシ
ルオキシフェニル−４− （２’−メチルブチル）ビフェニル −４′−力ルポキシレート　　　　８５重量部ＤＯＢＡ
ＭＢＣ８０重量部 実施例８ 一対のＩＴＯからなるストライブ状のパターン電極が形
成された基板の一方に、ポリイミド膜を１５００人程度
０膜厚で形成し、一方向にラビング処理した。また他方
の基板にはポリイミド膜を２４ｍの膜厚で形成し、フォ
トエツチングにより、２００４ｍピッチで巾２０ＪＬｍ
のストライブ状スペーサを形成し、ストライブ状スペー
サの方向と平行にラビング処理した。4-Pentylphenyl-4-(t''-methylhexyl)biphenyl-4'-rupoxylate 100 parts by weight 4-yectyloxyphenyl-4-(2'-methylbutyl)biphenyl-4'-lupoxylate 70 Part by weight Red group amount S 4-pentylphenyl-4-(c-methylhexyl)biphenyl-4'-lupoxylate 100 parts by weight 4-hexyloxyphenyl-4-(2''-methylbutyl)biphenyl-4'-l Lupoxylate 75 parts by weight J p-n-octyloxybenzoic acid-(2-methylbutyloxy)phenyl ester ioo parts by weight 4-hexyloxyphenyl-4-(2'-methylbutyl)biphenyl-4' -Lupoxylate 75 parts by weight 4-(2'-methylbutyl)phenyl-4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylate 100 parts by weight 4-hexyloxyphenyl-4-(2'-methylbutyl)biphenyl -4'-Lupoxylate 80 parts by weight 4-(2'-Methylbutyl)phenyl-4'-cutyloxybiphenyl-4-carboxylate Ioo parts by weight 4-hexyloxyphenyl-4- (2'- Methylbutyl)biphenyl-4'-lupoxylate 80 parts by weight DOBA
MBC 80 parts by weight Strictly glued p-n-octyloxybenzoic acid-p'-(2-methylbutyloxy)phenyl ester 100 parts by weight 4-hexyloxyphenyl-4-(2'-methylbutyl)biphenyl-4'- Power Lupoxylate 85 parts by weight DOBA
MBC 80 parts by weight Example 8 On one of the substrates on which a pair of striped pattern electrodes made of ITO were formed, a polyimide film with a thickness of about 1500 was formed and rubbed in one direction. In addition, a polyimide film with a thickness of 24 m was formed on the other substrate, and a width of 20 JLm was formed at a pitch of 2004 m by photoetching.
A striped spacer was formed, and a rubbing process was performed in parallel to the direction of the striped spacer.

ポリイミドとしては、東し社製５Ｐ−５１０を用い、そ
のＮ−メチルピロリドン溶液をディッピングもしくはス
ピナーコーティングにより塗布してポリイミド膜形成し
た。As the polyimide, 5P-510 manufactured by Toshisha Co., Ltd. was used, and a solution of its N-methylpyrrolidone was applied by dipping or spinner coating to form a polyimide film.

エツチングは、ヒドラジン：　Ｎａ０Ｈ＝　１　：Ｉの
混合液をエツチング液として、これを３０°Ｃに昇温し
、ポリイミド膜を形成した基板を３分間浸漬してエツチ
ングを行なった。Etching was carried out by using a mixed solution of hydrazine:Na0H=1:I as an etching solution, heating the solution to 30.degree. C., and immersing the substrate on which the polyimide film was formed for 3 minutes.

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

この液晶セルに実施例１で用いた等吉相の組成物Ａを注
入した後に、セルの温度を５℃／時間の割合で徐冷し、
Ｓ　ｍ　Ｃ＊の液晶セルを作成した。このＳｍＣ＊の液
晶セルを偏光顕微鏡で観察した処、配向欠陥を生じてい
ない非らせん構造のモノドメイが形成されていた。After injecting Composition A of the Tokichi phase used in Example 1 into this liquid crystal cell, the temperature of the cell was slowly cooled at a rate of 5° C./hour,
A S m C* liquid crystal cell was created. When this SmC* liquid crystal cell was observed with a polarizing microscope, it was found that a monodomain with a non-helical structure was formed without any alignment defects.

実施例９ 実施例１において、一対の基板を、それらのラビング処
理方向とストライプ状スペーサの延長方向が直交するよ
うに組合わせ、それ以外は実施例１と同様にして液晶セ
ルを構成した。Example 9 In Example 1, a liquid crystal cell was constructed in the same manner as in Example 1, except that a pair of substrates were combined so that the direction of their rubbing treatment was perpendicular to the extending direction of the striped spacer.

この液晶セルを偏光顕微鏡で観察した処、ストライプ状
スペーサのエッヂ部付近に若干の配向欠陥が観察された
。When this liquid crystal cell was observed using a polarizing microscope, some alignment defects were observed near the edges of the striped spacers.

実施例１０ 一対のＩＴＯからなるストライプ状のパターン電極が形
成された基板の一方に、ポリイミド膜を１０００久程度
の膜厚で形成し、一方向にラビング処理した。また他方
の基板にはポリイミド膜を２ｐｍの膜厚で形成し、フォ
トエッチ“　ングにより、２００　ｇｍピッチで巾２０
ｇｍのストライプ状スペーサを形成した。Example 10 A polyimide film having a thickness of about 1000 mm was formed on one of the substrates on which a pair of striped patterned electrodes made of ITO was formed, and rubbed in one direction. A polyimide film with a thickness of 2 pm was formed on the other substrate, and a width of 20 mm was formed at a pitch of 200 gm by photo-etching.
GM striped spacers were formed.

ポリイミドとしては、東し社製５Ｐ−５３０を用い、そ
のＮ−メチルピロリドン溶液をディッピングもしくはス
ピナーコーティングにより塗布してポリイミド膜形成し
た。As the polyimide, 5P-530 manufactured by Toshisha Co., Ltd. was used, and a solution of its N-methylpyrrolidone was applied by dipping or spinner coating to form a polyimide film.

エツチングは、ヒドラジン：Ｎａ０Ｈ＝ｌ：１の混合液
をエツチング液として、これを３゜℃に昇温し、ポリイ
ミド膜を形成した基板を３分間浸漬してエツチングを行
なった０次いで、このストライプ状スペーサが形成され
ている基板上に前述と同様のポリイミド膜を全面に亘っ
て形成した。但し、この時のポリイミドの膜厚を１００
０人とした０次いで、このポリイミド膜の表面にストラ
イプ状スペーサの延長方向と平行方向にラビング処理を
施した。Etching was carried out by using a mixed solution of hydrazine:NaOH=l:1 as an etching solution, raising the temperature to 3°C, and immersing the substrate on which the polyimide film was formed for 3 minutes. A polyimide film similar to that described above was formed over the entire surface of the substrate on which the spacers were formed. However, the film thickness of polyimide at this time is 100
Next, the surface of this polyimide film was subjected to a rubbing treatment in a direction parallel to the extending direction of the striped spacer.

以上の工程で作成した一対の電極基板を。A pair of electrode substrates created using the above process.

それぞれのラビング方向が平行となる様にセル組（セル
厚；２Ｂｍ）みし、このセル中に等吉相丁の組成物Ａを
注入し、徐冷によって非らせん構造のＳｍＣ＊ｍＣ上ル
を作成してから、実施例１と同様の方法で観察したとこ
ろ、同様の結果が得られた。Cells were assembled (cell thickness: 2 Bm) so that the rubbing directions were parallel to each other, and Composition A of Toyoshi Socho was injected into the cells, and a non-helical structure of SmC*mC was created by slow cooling. After that, observation was performed in the same manner as in Example 1, and the same results were obtained.

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

さらに、この液晶素子に２０Ｖで１ｍ５ｅｃのパルス信
号を印加して駆動させたところ、実施例１の場合と較べ
、明状態と暗状態のコントラストが大きくなることが判
明した。Furthermore, when this liquid crystal element was driven by applying a pulse signal of 20 V and 1 m5 ec, it was found that the contrast between the bright state and the dark state was greater than that in Example 1.

比較例１ 実施例１の液晶セルを作成した際のセル組み時に、一対
の電極基板を、ストライプ状スペーサの方向とラビング
方向とのなす角度θを２５°に設定して、重ね合せた他
は、実施例１と同様の方法で非らせん構造のＳｍＣ）ｋ
液晶セルを作成した。Comparative Example 1 When assembling the liquid crystal cell of Example 1, the pair of electrode substrates were stacked with the angle θ between the direction of the striped spacer and the rubbing direction set at 25°. , non-helical structure SmC)k in the same manner as in Example 1
A liquid crystal cell was created.

このＳ　ｍＣ＊液晶セルを実施例１と同様の方法で観察
したところ、ストライプ状スペーサのエッヂ付近に無数
の配向欠陥に帰因する黒すじ状態が観察され、この黒す
じ体が電極形成部を覆っており、この一対の電極間に互
いに極性の異なる２種の電極信号を印加しても、この黒
すじ体が形成されている部分では双安定性を全く示さな
いことが判明した。When this SmC* liquid crystal cell was observed in the same manner as in Example 1, black streaks caused by numerous alignment defects were observed near the edges of the striped spacers, and these black streaks were found to be located near the electrode formation areas. It was found that even if two types of electrode signals having different polarities were applied between the pair of electrodes, the part where the black stripes were formed did not show any bistability.

比較例２ 例１０の液晶セルを作成した際に用いたストライブ状ス
ペーサとポリイミド膜を設けた電極基板と同一のものを
用意し、このポリイミド膜の表面にストライプ状スペー
サの延長方向に対し−ｃ１度２５°の方向にラビング処
理を施した。Comparative Example 2 An electrode substrate identical to the one on which the striped spacer and polyimide film were provided was prepared when creating the liquid crystal cell of Example 10, and the surface of the polyimide film was coated with - Rubbing treatment was performed in the direction of c1 degree and 25 degrees.

次いで、例１０で使用した片側の電極基板と同一のもの
を用意し、これに一方向にラビング処理を施した。Next, one side of the electrode substrate that was the same as that used in Example 10 was prepared, and rubbed in one direction.

この２枚の電極基板をそれぞれのラビング方向が平行と
なる様に重ね合せてからセル組みし、以下、実施例１と
同様の手順で非らせん構造のＳ　ｍ　Ｃ＊液晶セルを作
成してから、この液晶セルを実施例１と同様の方法で観
察したところ、やはり比較例１と同様にディスプレイデ
バイスとしては致命的な配向欠陥が観察された。These two electrode substrates are stacked so that their rubbing directions are parallel to each other, and then the cell is assembled, and a non-helical structure S m C* liquid crystal cell is created in the same manner as in Example 1. When this liquid crystal cell was observed in the same manner as in Example 1, alignment defects, which were fatal to a display device, were observed as in Comparative Example 1.

又、前述と同様に一対の電極間に電気信号を印加したが
、双安定性は全く示していなかった。Furthermore, although an electric signal was applied between the pair of electrodes in the same manner as described above, no bistability was observed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

前記したように、本発明によれば、一対の電極基板の一
方の電極基板にストライプ状の側壁を有する構造部材（
好ましくは兼スペーサ）を形成し、他方の基板に一軸性
配向処理（例えば、ラビング）を行ない、その処理方向
をＥ記構造部材とほぼ平行もしくは直交する方向に規制
するとともに、液晶として降温過程でコレステリック相
からスメクテイツクＡ相及びカイラルスメクテイツク相
に相転移を生じる液晶の少なくとも１種と降温過程でコ
レステリック相からカイラルスメクテイツク相に相転移
を生じる液晶の少なくとも１種とを含有する液晶組成物
を用いることにより、特に欠陥の現われやすい記憶状態
においてもスペーサエツジでの欠陥を除くことができる
。As described above, according to the present invention, a structural member (
A uniaxial alignment treatment (e.g., rubbing) is performed on the other substrate, and the direction of the treatment is regulated to be approximately parallel or perpendicular to the structural member described in E. A liquid crystal composition containing at least one type of liquid crystal that undergoes a phase transition from a cholesteric phase to a smectic A phase and a chiral smectate phase, and at least one type of liquid crystal that causes a phase transition from a cholesteric phase to a chiral smectate phase during a temperature cooling process. By using this material, defects at the spacer edges can be removed even in a storage state where defects are particularly likely to appear.

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

第１図は、カイラルスメクテイツク液晶を用いた液晶素
子を模式的に示す斜視図である。第２図は、同液晶素子
の双安定性を模式的に示す斜視図である。第３図（Ａ）
は、本発明の液晶素子の斜視図、第３図（Ｂ）はその側
断面図。 第３図（Ｃ）はその正断面図である。 ２１久FIG. 1 is a perspective view schematically showing a liquid crystal element using chiral smectic liquid crystal. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the bistability of the liquid crystal element. Figure 3 (A)
3(B) is a perspective view of the liquid crystal element of the present invention, and FIG. 3(B) is a side sectional view thereof. FIG. 3(C) is a front sectional view thereof. 21 years

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）一対の基板間に液晶を配置した液晶素子に於いて
、前記一対の基板のうち一方の基板がストライプ状に配
列した側壁を有する複数の構造部材を有し、前記一対の
基板のうち少なくとも一方の基板が前記複数の構造部材
の延長方向とほぼ平行又は垂直な方向に一軸性配向処理
が施されているとともに、降温過程でコレステリツク相
からスメクテイツクＡ相及びカイラルスメクテイツク相
に相転移を生じる液晶の少なくとも１種と降温過程でコ
レステリツク相からカイラルスメクテイツク相に相転移
を生じる液晶の少なくとも１種とを含有した液晶組成物
のスメクテイツク相を該スメクテイツク相より高温側の
相からの相転移により形成したことを特徴とする液晶素
子。(1) In a liquid crystal element in which a liquid crystal is arranged between a pair of substrates, one of the pair of substrates has a plurality of structural members having sidewalls arranged in a stripe pattern, and At least one of the substrates is subjected to a uniaxial orientation treatment in a direction substantially parallel or perpendicular to the extending direction of the plurality of structural members, and undergoes a phase transition from a cholesteric phase to a smectic A phase and a chiral smectic phase during a cooling process. The smectic phase of a liquid crystal composition containing at least one type of liquid crystal that causes a phase transition from a cholesteric phase to a chiral smectic phase in the temperature-lowering process is separated from a phase on a higher temperature side than the smectic phase. A liquid crystal element characterized by being formed by phase transition. （２）前記側壁を有する複数の構造部材が、一対の基板
間のストライプ状スペーサー部材として機能し、かつ強
誘電性液晶に双安定性を付与するに適当な厚さを有する
特許請求の範囲第１項に記載の液晶素子。(2) The plurality of structural members having the side walls function as stripe-like spacer members between the pair of substrates and have a thickness suitable for imparting bistability to the ferroelectric liquid crystal. The liquid crystal element according to item 1. （３）前記側壁を有する複数の構造部材の延長方向と前
記一軸性配向処理方向のなす角度θが、０°≦θ＜１５
°または８０°＜θ＜１００°の関係を満たす特許請求
の範囲第１項に記載の液晶素子。(3) The angle θ formed between the extension direction of the plurality of structural members having the side walls and the uniaxial orientation processing direction is 0°≦θ<15
2. The liquid crystal element according to claim 1, which satisfies the relationship: 0.degree. or 80.degree.<.theta.<100.degree.