JP2000241817A - Liquid crystal element and driving method thereof - Google Patents

Liquid crystal element and driving method thereof

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JP2000241817A
JP2000241817A JP3934699A JP3934699A JP2000241817A JP 2000241817 A JP2000241817 A JP 2000241817A JP 3934699 A JP3934699 A JP 3934699A JP 3934699 A JP3934699 A JP 3934699A JP 2000241817 A JP2000241817 A JP 2000241817A
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JP
Japan
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liquid crystal
display
state
pixel
crystal element
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Application number
JP3934699A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Sato
公一 佐藤
Yukio Haniyu
由紀夫 羽生
Koji Noguchi
幸治 野口
Tsuneki Nukanobu
恒樹 糠信
Mineto Yagyu
峰人 柳生
Masahiro Terada
匡宏 寺田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 残像や経時的な配向の劣化、焼き付き等の改
善されたアクティブマトリクスタイプのカイラルスメク
チック液晶素子を構成する。 【解決手段】 双安定性で且つ相異なる安定状態へのス
イッチングしきい値電圧に100mV以上の差を生じる
ように、非対称セルを構成し、より安定な状態へリセッ
トした後、不安定な状態へのスイッチングによって階調
表示を行い、該表示を行う期間の前或いは後に、非表示
期間を設けて、上記表示期間に印加した電圧をは極性の
反転した電圧を印加することによって、非ホールド型表
示を行う。
(57) [Problem] To provide an active matrix type chiral smectic liquid crystal element with improved afterimage, deterioration of alignment with time, burn-in, and the like. SOLUTION: An asymmetric cell is configured so as to generate a difference of 100 mV or more in a switching threshold voltage between bistable and different stable states, and after resetting to a more stable state, to an unstable state. The non-hold type display is performed by providing a non-display period before or after the period in which the display is performed, and applying a voltage whose polarity is inverted to the voltage applied in the display period before or after the period in which the display is performed. I do.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、プロジェクションディスプレイ、プリンタ
等に用いられる液晶素子とその駆動方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid crystal element used for a flat panel display, a projection display, a printer, and the like, and a driving method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より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、テレビやVTRなど
の動画出力、或いはパソコン等のモニターとして広く知
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 As a display which has been most widely used, a CRT is widely known as a moving image output such as a television or a VTR or a monitor of a personal computer. 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】このようなCRTの欠点を解決するものと
して液晶素子がある。例えば、M.シャット(M.Sc
hadt)とW.ヘルフリッヒ(W.Helfric
h)著、アプライド・フィジックス・レターズ(App
lied Physics Letters)第18
巻、第4号(1971年2月15日発行)第127頁〜
128頁において示されたツイステッドネマチック(T
wited 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、TFT(T
hin Film Transistor,薄膜トラン
ジスタ)をアクティブ素子として用いて構成したアクテ
ィブマトリクスタイプ、いわゆるTFT型と呼ばれる液
晶素子の開発、製品化が行われている。このタイプは一
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無く、また、近年の急速な生産技術
の進歩によって10〜12インチクラスのディスプレイ
が良い生産性で作られつつある。しかしながら、さらに
大きなサイズ或いは動画を問題なく再現するためにフレ
ーム周波数を60Hz以上にするには、未だ生産性、液
晶の応答速度、視野角に問題がある。
As a solution to such a drawback of the CRT, there is a liquid crystal element. For example, M. Shut (M. Sc
hadt) and W.W. Helfrich (W. Helfric)
h), Applied Physics Letters (App
led Physics Letters) No. 18
Vol. 4, No. 4 (issued February 15, 1971), p. 127-
The twisted nematic (T
A liquid crystal using a liquid crystal (ie, a switched nematic) is known. In recent years, using this type of liquid crystal, TFT (T
2. Description of the Related Art An active matrix type liquid crystal element called a TFT type, which is configured using a thin film transistor (thin film transistor) as an active element, has been developed and commercialized. In this type, a transistor is manufactured for each pixel, there is no problem of crosstalk, and 10 to 12 inch class displays are being manufactured with good productivity due to rapid progress in production technology in recent years. is there. However, if the frame frequency is set to 60 Hz or higher in order to reproduce a larger size or a moving image without any problem, there are still problems in productivity, response speed of liquid crystal, and viewing angle.

【0004】一方、自発分極をスイッチングトルクとす
る液晶素子が、クラーク(Clark)及びラガウェル
(Lagerwall)により提案されている(特開昭
56−107216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
素子には液晶として、一般にカイラルスメクチックC相
またはカイラルスメクチックH相からなる強誘電性液晶
(FLC)が用いられている。この強誘電性液晶は、自
発分極により反転スイッチングを行うため、非常に速い
応答速度を有し、さらに視野角特性も優れていることか
ら、高速、高精細、大面積の単純マトリクス表示素子或
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, a liquid crystal device using spontaneous polarization as a switching torque has been proposed by Clark and Lagerwall (JP-A-56-107216, US Pat. No. 4,368,924).
Specification) There is a chiral smectic liquid crystal element. In this device, a ferroelectric liquid crystal (FLC) generally comprising a chiral smectic C phase or a chiral smectic H phase is used as a liquid crystal. Since this ferroelectric liquid crystal performs inversion switching by spontaneous polarization, it has a very fast response speed and also has an excellent viewing angle characteristic, so that it has a high-speed, high-definition, large-area simple matrix display element or light. It is considered suitable as a valve.

【0005】また、最近では、チャンダニ、竹添らによ
り、カイラルスメクチック反強誘電性液晶素子も提案さ
れている〔ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライ
ド・フィジックス(Japanese Journal
of Applied Physics)第27巻、
1988年L729頁〕。そして、最近この反強誘電性
液晶材料のうち、しきい値レスで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35
86頁)。
Recently, a chiral smectic antiferroelectric liquid crystal device has also been proposed by Chandani, Takezoe et al. [Japanese Journal of Applied Physics].
of Applied Physics), Volume 27,
1988, L729]. Recently, among the antiferroelectric liquid crystal materials, a V-shaped response characteristic having a thresholdless value, a small hysteresis, and a characteristic advantageous for gradation display has been discovered (for example, Japanese Journal of Physics).
Applied Physics, Vol. 36, 1997, 35
86).

【0006】また、自発分極をスイッチングトルクとす
るV字型スイッチング液晶としては、単安定表面安定化
FLC(例えば、ジャーナル・オブ・アプライド・フィ
ジックス、第61巻、1987年2400頁)、デフォ
ームドヘリックスFLC(例えば、フェロエレクトロニ
クス、第85巻、1988年173頁)、ツイストスメ
クチックFLC(例えばアプライド・フィジックス・レ
ター、第60巻、1992年280頁)、しきい値レス
反強誘電性液晶、高分子液晶安定化FLC(例えば、S
ID’96ダイジェスト、1996年699頁)などが
ある。
Further, as a V-shaped switching liquid crystal using spontaneous polarization as a switching torque, monostable surface stabilized FLC (for example, Journal of Applied Physics, Vol. 61, 1987, p. 2400), Deformed Helix FLC (for example, Ferroelectronics, Vol. 85, p. 173, 1988), Twisted smectic FLC (for example, Applied Physics Letter, Vol. 60, p. 280, 1992), thresholdless antiferroelectric liquid crystal, Molecular liquid crystal stabilized FLC (for example, S
ID '96 digest, 1996, p. 699).

【0007】これらの液晶を用い、アクティブマトリク
スタイプの液晶素子とし、高速のディスプレイを実現し
ようという動きが活発になってきている(例えば、特開
平9−50049号公報)。
[0007] There is an active movement to realize a high-speed display by using these liquid crystals as an active matrix type liquid crystal element (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-50049).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記強
誘電性を有するカイラルスメクチック液晶を用いたアク
ティブマトリクスタイプの素子においては、ヒステリシ
スに基づく残像、経時的な配向の劣化、焼き付き等信頼
性の面で尚問題があり、これらの問題の解決が強く求め
られている。
However, an active matrix type device using a chiral smectic liquid crystal having the above-mentioned ferroelectricity has a problem in terms of reliability such as afterimages due to hysteresis, deterioration of alignment over time, and image sticking. There are still problems, and there is a strong demand for solutions to these problems.

【0009】本発明の目的は、上記問題を解決し、高速
応答、高画質、高信頼性の液晶素子を実現することにあ
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to realize a liquid crystal device with high speed response, high image quality and high reliability.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶素子は、一
対の基板間にカイラルスメクチック液晶を狭持してな
り、複数の画素を有し、各画素の液晶を画素毎に配した
アクティブ素子によってマトリクス駆動するアクティブ
マトリクスタイプの液晶素子であって、上記液晶が無電
界状態で少なくとも2つの安定状態を有し、相異なる安
定状態へのスイッチングしきい値電圧の差が100mV
以上であり、上記2つの相異なる安定状態間で印加電圧
に応じた中間調状態をとることを特徴とする。
A liquid crystal device according to the present invention is an active device in which a chiral smectic liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, has a plurality of pixels, and the liquid crystal of each pixel is arranged for each pixel. Active matrix type liquid crystal element driven in a matrix by the following method, wherein the liquid crystal has at least two stable states in an electric field-free state, and a difference in switching threshold voltage between different stable states is 100 mV.
As described above, a halftone state corresponding to an applied voltage is obtained between the two different stable states.

【0011】また、本発明の液晶素子の駆動方法は、上
記本発明の液晶素子の駆動方法であって、より安定な状
態に画素全面をリセットした後、表示状態に応じた電圧
を当該画素の液晶に印加して書き込みを行うことを特徴
とする。
Further, the method for driving a liquid crystal element according to the present invention is the method for driving a liquid crystal element according to the present invention, wherein after resetting the entire surface of the pixel to a more stable state, a voltage corresponding to the display state is applied to the pixel. Writing is performed by applying to a liquid crystal.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】先ず、本発明の液晶素子の構成を
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the structure of the liquid crystal device of the present invention will be described.

【0013】図1、図2に本発明の液晶素子の一実施形
態の構成を模式的に示す。図1はその平面模式図、図2
は断面模式図である。図中、11は列ドライバ、12は
行ドライバ、13は画素電極、14はTFT、15は走
査信号線、16は走査信号線の端部、17は情報信号
線、18は情報信号線の端部、21,22は基板、24
は共通電極、22,25は配向膜、27は液晶層、26
はスペーサー、28は封止材である。
FIGS. 1 and 2 schematically show the structure of an embodiment of the liquid crystal device of the present invention. FIG. 1 is a schematic plan view, FIG.
Is a schematic sectional view. In the figure, 11 is a column driver, 12 is a row driver, 13 is a pixel electrode, 14 is a TFT, 15 is a scanning signal line, 16 is an end of a scanning signal line, 17 is an information signal line, and 18 is an end of an information signal line. Parts, 21 and 22 are substrates, 24
Is a common electrode, 22 and 25 are alignment films, 27 is a liquid crystal layer, 26
Is a spacer, and 28 is a sealing material.

【0014】本発明において、基板21,22として
は、ガラス、プラスチック等透明基板が用いられる。電
極13,24は、通常ITOの透明導電材で形成され
る。
In the present invention, as the substrates 21 and 22, transparent substrates such as glass and plastic are used. The electrodes 13 and 24 are usually formed of a transparent conductive material of ITO.

【0015】本発明の液晶素子は、液晶の相異なる安定
状態へのスイッチングしきい値電圧の差が100mV以
上であるが、このような非対称性は具体的には、例えば
上下基板の配向膜23,25を異なるものとした非対称
セル、或いは、強誘電性液晶においてはいずれかの安定
状態に焼き付きを起こした場合等に現れる。本発明にお
いては、焼き付きを起こさずにこの非対称性を実現する
ため、好ましくは、上下基板の配向膜23,25を互い
に異なるものとする。より具体的には、一方を一軸配向
制御層とすることが望ましい。
In the liquid crystal device of the present invention, the difference in switching threshold voltage of the liquid crystal between different stable states is 100 mV or more. Such asymmetry is specifically, for example, the alignment film 23 of the upper and lower substrates. , 25 are different from each other, or in a ferroelectric liquid crystal, when a burn-in occurs in any stable state. In the present invention, in order to realize this asymmetry without causing image sticking, it is preferable that the alignment films 23 and 25 of the upper and lower substrates are different from each other. More specifically, one is desirably a uniaxial orientation control layer.

【0016】本発明に用いう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皮膜形成した後、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
も用いられる。
As a method of forming the uniaxial orientation control layer that can be used in the present invention, for example, silicon monoxide, silicon dioxide,
Aluminum oxide, zirconia, magnesium fluoride,
Inorganic substances such as cerium oxide, cerium fluoride, silicon nitride, silicon carbide, and boron nitride, and polyvinyl alcohol, polyimide, polyimide amide, polyester, polyamide, polyester imide, polyparaxylene, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, and polystyrene After forming a film using an organic substance such as polysiloxane, cellulose resin, melamine resin, urea resin, and acrylic resin, the surface is rubbed with a fibrous material such as velvet, cloth or paper. . Also, an oblique vapor deposition method or the like in which an oxide or a nitride such as SiO is vapor-deposited from the oblique direction of the substrate is used.

【0017】特に、より良好な一軸配向性を得るために
は、下記一般式(1)で示される繰り返し単位を有する
ポリイミド配向膜が好ましく用いられる。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ることができ、高い生産性
を有する点で好ましく用いられる。ポリイミド膜の膜厚
は薄い方が反電場による悪影響を抑制する意味で好まし
く、具体的には200Å以下が好ましい。
In particular, in order to obtain better uniaxial orientation, a polyimide orientation film having a repeating unit represented by the following general formula (1) is preferably used. Usually, polyimide is obtained by coating a film in the form of a 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, and even with the advancement of such technology, polyimides are preferably used because they can obtain better uniaxial orientation and have high productivity. It is preferable that the thickness of the polyimide film is thin in order to suppress the adverse effect due to the anti-electric field, and specifically, it is preferably 200 ° or less.

【0018】[0018]

【化1】 Embedded image

【0019】また、一軸配向制御層でない側の配向膜と
しては、上記一軸配向制御層に使用した材質で一軸配向
制御処理を施していないもの、各種高分子材料、反電場
の影響を抑制する意味で導電性を有する膜等が挙げられ
る。導電性を有する膜としては、導電性微粒子をバイン
ダー材質に分散した膜が挙げられ、一軸配向制御層とし
て好ましく用いられるポリイミド膜と帯電特性に差を付
けることができる点で好ましく用いられる。また、塗布
溶媒を変えることでも上下の配向膜の非対象性を変化さ
せることが可能である。上下基板21,22はスペーサ
ー26を介して対向は位置されるが、均一な一軸配向
性、また無電界持に液晶分子の平均分子軸をほぼ配向処
理軸の平均方向と実質的に同一にする配向状態を発現さ
せるべく、セルギャップは0.3〜10μmとすること
好ましい。
The orientation film on the side other than the uniaxial orientation control layer may be a material used for the uniaxial orientation control layer, which has not been subjected to the uniaxial orientation control treatment, various polymer materials, or a material which suppresses the influence of an anti-electric field. And a film having conductivity. Examples of the conductive film include a film in which conductive fine particles are dispersed in a binder material, and are preferably used in that a charge characteristic can be differentiated from a polyimide film preferably used as a uniaxial alignment control layer. Further, the asymmetricity of the upper and lower alignment films can be changed by changing the coating solvent. Although the upper and lower substrates 21 and 22 are opposed to each other via the spacer 26, the average molecular axis of the liquid crystal molecules is made substantially the same as the average direction of the alignment processing axis with uniform uniaxial orientation and without electric field. The cell gap is preferably set to 0.3 to 10 μm in order to develop an alignment state.

【0020】基板21,22上には、配向膜13,25
以外にもショート防止のための絶縁層を設けることが可
能である。
On the substrates 21 and 22, alignment films 13 and 25 are provided.
Besides, an insulating layer for preventing short circuit can be provided.

【0021】本発明の液晶素子の液晶層27としては、
強誘電性液晶、反強誘電性液晶等のカイラルスメクチッ
ク液晶が用いられる。好ましくは、表面安定化強誘電性
液晶が用いられる。これらの液晶は、自発分極をスイッ
チングトルクとしているため、高速液晶素子を実現する
ことができる。具体的には、駆動電圧に依存するが、ス
イッチングスピードとして、1msec以下或いは50
0μsec以下、さらには100μsec以下にするこ
とも可能である。
As the liquid crystal layer 27 of the liquid crystal element of the present invention,
A chiral smectic liquid crystal such as a ferroelectric liquid crystal and an antiferroelectric liquid crystal is used. Preferably, a surface stabilized ferroelectric liquid crystal is used. Since these liquid crystals use the spontaneous polarization as a switching torque, a high-speed liquid crystal element can be realized. Specifically, although depending on the drive voltage, the switching speed is 1 msec or less or 50 msec.
It can be set to 0 μsec or less, and further to 100 μsec or less.

【0022】本発明の液晶素子は、2つの相異なる安定
状態間で一方から他方へのスイッチングしきい値電圧に
100mV以上の非対称性があるにも関わらず、無電界
状態で少なくとも2つの安定状態を有していることが大
きな特徴である。通常、このようなしきい値電圧に大き
な非対称性があると無電界状態においても単安定とな
る。本発明で好ましく用いられる液晶は、双安定性を有
する強誘電性液晶であり、このような非対称条件下でも
双安定性を実現するためには、2つの安定状態間の遷移
の活性化エネルギーが大きい必要があり、様々な方法で
実現することができる。
The liquid crystal element of the present invention has at least two stable states in the absence of an electric field, despite the asymmetry of the switching threshold voltage from one to the other between two different stable states of 100 mV or more. Is a major feature. Normally, if such a threshold voltage has a large asymmetry, it becomes monostable even in a non-electric field state. The liquid crystal preferably used in the present invention is a ferroelectric liquid crystal having bistability. In order to realize bistability even under such asymmetric conditions, the activation energy of the transition between two stable states is required. It needs to be large and can be implemented in various ways.

【0023】例えば、チルト角の大きい液晶が好まし
い。代表的には15°以上のチルト角が好ましい。ま
た、ツイスト状態を持たない、ユニフォームの2状態を
持つ双安定性液晶も好ましく用いられる。この場合、ツ
イスト状態を抑制する意味で液晶中のイオンの存在が少
ないほど好ましい。さらに、自発分極があまり大きくな
いカイラルスメクチック液晶も2状態間のしきい値電圧
が大きくなる傾向を持っており、好ましく用いられる。
具体的には、自発分極は10nC/cm2以下が好まし
い。また、ヒステリシスを抑制する意味でも自発分極は
小さい方が好ましい。
For example, a liquid crystal having a large tilt angle is preferable. Typically, a tilt angle of 15 ° or more is preferable. Also, a bistable liquid crystal having two states of a uniform without having a twisted state is preferably used. In this case, in order to suppress the twisted state, it is preferable that the presence of ions in the liquid crystal is as small as possible. Furthermore, a chiral smectic liquid crystal whose spontaneous polarization is not so large has a tendency that the threshold voltage between two states tends to be large, and is preferably used.
Specifically, the spontaneous polarization is preferably 10 nC / cm 2 or less. In addition, it is preferable that the spontaneous polarization is small from the viewpoint of suppressing the hysteresis.

【0024】本発明におけるチルト角及び自発分極の測
定方法を以下に示す。
The method for measuring the tilt angle and the spontaneous polarization in the present invention will be described below.

【0025】〔チルト角〕±30〜±50V、1〜10
0Hz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して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の消光位を求める。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
角とする。
[Tilt angle] ± 30 to ± 50 V, 1 to 10
While applying 0 Hz AC (alternating current) between the upper and lower substrates of the liquid crystal element through electrodes, the liquid crystal element disposed therebetween is rotated in parallel as a polarizing plate under crossed Nicols, and at the same time, the photomultiplier (Hamamatsu Photonics) The first extinction position (the position at which the transmittance becomes lowest) and the second extinction position are determined while detecting the optical response using the method described above. And the first at this time
A half of the angle from the extinction position to the second extinction position is defined as a tilt angle.

【0026】〔自発分極〕K.ミヤサト他「三角波によ
る強誘電性液晶の自発分極の直接測定方法」(日本応用
物理学会誌、22,10号(661)1983、”Di
rect Method with Triangul
ar Waves for Measuring Sp
ontaneous Polarization in
Ferroelectric Liquid Cry
stal”、as described by K.M
iyasato et al.(Jap.J.App
l.Phys.22.No.10,L661(198
3))によって測定する。
[Spontaneous polarization] Miyasato et al., "Direct Measurement Method of Spontaneous Polarization of Ferroelectric Liquid Crystal by Triangular Wave" (Journal of the Japan Society of Applied Physics, 22, 10, (661) 1983, "Di
rect Method with Triangul
ar Waves for Measuring Sp
ontaneous Polarization in
Ferroelectric Liquid Cry
stal ", as described by KM
iyasato et al. (Jap. J. App
l. Phys. 22. No. 10, L661 (198
3) Measure according to).

【0027】本発明に用いられるカイラルスメクチック
液晶としては、次のフッ素含有液晶化合物を含む液晶組
成物が好ましい。即ち、カイラルもしくはアカイラルな
メチレングループを少なくとも1つ有し且つ連鎖中エー
テル酸素を1つ以上有していても良いフルオロケミカル
末端部分と、カイラルもしくはアカイラルな飽和炭化水
素末端部分とを、中央コア部分で結合してなり、スメク
チック相もしくは潜在的スメクチック相を持つフッ素含
有液晶化合物である。本発明においてはさらに、上記フ
ッ素含有液晶化合物群のみで構成された液晶組成物を用
いることが望ましい。上記フッ素含有液晶化合物を含む
液晶組成物は、精製度を高めることにより、イオン含有
量を少なくできること、良好なユニフォーム配向性を持
つこと、ジグザグ欠陥を回避できるブックシェルフ或い
は層傾き角の小さい構造を現出できること、から好まし
く用いることができる。
The chiral smectic liquid crystal used in the present invention is preferably a liquid crystal composition containing the following fluorine-containing liquid crystal compound. That is, a fluorochemical terminal portion having at least one chiral or achiral methylene group and optionally having one or more ether oxygens in the chain, and a chiral or achiral saturated hydrocarbon terminal portion are formed into a central core portion. And a fluorine-containing liquid crystal compound having a smectic phase or a potential smectic phase. In the present invention, it is desirable to use a liquid crystal composition composed of only the above-mentioned fluorine-containing liquid crystal compound group. The liquid crystal composition containing the fluorine-containing liquid crystal compound, by increasing the degree of purification, can reduce the ion content, having a good uniform orientation, bookshelf or a structure with a small layer tilt angle that can avoid zigzag defects. Because it can appear, it can be preferably used.

【0028】上記フッ素含有液晶化合物の具体例として
は、以下に示した一般式(I),(II),(III)
が挙げられる。
Specific examples of the fluorine-containing liquid crystal compound include the following general formulas (I), (II) and (III)
Is mentioned.

【0029】[0029]

【化2】 を表わす。Embedded image Represents

【0030】ga、ha、iaは独立に0〜3の整数
(但し、ga+ha+iaは少なくとも2である)を表
わす。
Ga, ha and ia each independently represent an integer of 0 to 3 (provided that ga + ha + ia is at least 2).

【0031】夫々のL1とL2は独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−COS−、−S−CO−、−
CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−T
e−CO−、−CH2CH2−、−CH=CH−、−C≡
C−、−CH=N−、−N=CH−、−CH2−O−、
−O−CH2−、−CO−又は−O−を表わす。
Each of L 1 and L 2 is independently a single bond, —CO
-O-, -O-CO-, -COS-, -S-CO-,-
CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-, -T
e-CO -, - CH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - C≡
C -, - CH = N - , - N = CH -, - CH 2 -O-,
-O-CH 2 -, - CO- or represent -O-.

【0032】夫々のX1、Y1、Z1はA1、A2、A3の置
換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CN、又は−NO
2を表わし、夫々のja、ma、naは独立に0〜4の
整数を表わす。
Each of X 1 , Y 1 , and Z 1 is a substituent of A 1 , A 2 , and A 3 and independently represents —H, —Cl, —F, —Br, —
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CN, or -NO
2 and each of ja, ma and na independently represents an integer of 0-4.

【0033】J1は、−CO−O−(CH2ra−、−O
−(CH2ra−、−(CH2ra−、−O−SO2−、
−SO2−、−SO2−(CH2ra−、−O−(CH2
ra−O−(CH2rb−、−(CH2ra−N(Cpa
2pa+1)−SO2−、又は−(CH2ra−N(Cpa
2pa+1)−CO−を表わす。ra及びrbは、独立に1
〜20であり、paは0〜4である。
J 1 is —CO—O— (CH 2 ) ra —, —O
- (CH 2) ra -, - (CH 2) ra -, - O-SO 2 -,
-SO 2 -, - SO 2 - (CH 2) ra -, - O- (CH 2)
ra -O- (CH 2) rb - , - (CH 2) ra -N (C pa H
2pa + 1) -SO 2 -, or - (CH 2) ra -N ( C pa H
2pa + 1 ) represents -CO-. ra and rb are independently 1
-20 and pa is 0-4.

【0034】R1は、−O−Cqa2qa−O−Cqb
2qb+1、−Cqa2qa−O−Cqb2qb+1、−Cqa2qa
3、−O−Cqa2qa−R3、−CO−O−Cqa2qa
3、又は−O−CO−Cqa2qa−R3を表わし、直鎖
状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R3は、−
O−CO−Cqb2qb+1、−CO−O−Cqb2qb+1、−
H、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−CNを表わ
し、qa及びqbは独立に1〜20である)。
R 1 is -OC qa H 2qa -OC qb H
2qb + 1, -C qa H 2qa -O-C qb H 2qb + 1, -C qa H 2qa -
R 3, -O-C qa H 2qa -R 3, -CO-O-C qa H 2qa -
R 3 or —O—CO—C qa H 2qa —R 3 , which may be linear or branched (where R 3 is-
O-CO-C qb H 2qb + 1, -CO-O-C qb H 2qb + 1, -
H, -Cl, -F, -CF 3 , -NO 2, represents a -CN, qa and qb are 20 independently).

【0035】R2はCxa2xa−Xを表わす(Xは−H又
は−Fを表わし、xaは1〜20の整数である)。
R 2 represents C xa F 2xa -X (X represents -H or -F, and xa is an integer of 1 to 20).

【0036】[0036]

【化3】 を表わす。Embedded image Represents

【0037】gb、hb、ibはそれぞれ独立に0〜3
の整数(但し、gb+hb+ibは少なくとも2であ
る)を表わす。
Gb, hb and ib are each independently 0 to 3
(Where gb + hb + ib is at least 2).

【0038】夫々のL3、L4は独立に、単結合、−CO
−O−、−O−CO−、−CO−S−、−S−CO−、
−CO−Se−、−Se−CO−、−CO−Te−、−
Te−CO−、−(CH2CH2ka−(kaは1〜
4)、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=N−、−
N=CH−、−CH2−O−、−O−CH2−、−CO−
又は−O−を表わす。
Each of L 3 and L 4 is independently a single bond, -CO
-O-, -O-CO-, -CO-S-, -S-CO-,
-CO-Se-, -Se-CO-, -CO-Te-,-
Te-CO -, - (CH 2 CH 2) ka - (ka is 1
4), -CH = CH-, -C≡C-, -CH = N-,-
N = CH -, - CH 2 -O -, - O-CH 2 -, - CO-
Or -O-.

【0039】夫々のX2、Y2、Z2はA4、A5、A6の置
換基であり、独立に−H、−Cl、−F、−Br、−
I、−OH、−OCH3、−CH3、−CF3、−O−C
3、−CN、又は−NO2を表わし、夫々のjb、m
b、nbは独立に0〜4の整数を表わす。
Each of X 2 , Y 2 , and Z 2 is a substituent of A 4 , A 5 , and A 6 and independently represents —H, —Cl, —F, —Br, —
I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -CF 3, -O-C
F 3 , —CN, or —NO 2 , and each jb, m
b and nb each independently represent an integer of 0 to 4;

【0040】J2は、−CO−O−Crc2rc−、−O−
rc2rc−、−Crc2rc−、−O−(Csa2sa
O)ta−Crd2rd−、−O−SO2−、−SO2−、−
SO2−Crc2rc−、−Crc2rc−N(Cpb2pb+1
−SO2−、−Crc2rc−N(Cpb2pb+1)−CO−
であり、rc及びrdは独立に1〜20であり、saは
それぞれの(Csa2sa−O)に独立に1〜10であ
り、taは1〜6であり、pbは0〜4である。
J 2 is —CO—O—C rc H 2rc —, —O—
C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -, - O- (C sa H 2sa -
O) ta -C rd H 2rd- , -O -SO 2- , -SO 2 -,-
SO 2 -C rc H 2rc -, - C rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1)
-SO 2 -, - C rc H 2rc -N (C pb H 2pb + 1) -CO-
Where rc and rd are independently 1-20, sa is independently 1-10 for each (C sa H 2sa -O), ta is 1-6, pb is 0-4. is there.

【0041】R4は、−O−(Cqc2qc−O)wa−Cqd
2qd+1、−(Cqc2qc−O)wa−Cqd2qd+1、−C
qc2qc−R6、−O−Cqc2qc−R6、−CO−O−C
qc2qc−R6、又は−O−CO−Cqc2qc−R6を表わ
し、直鎖状、分岐状のいずれであっても良い(但し、R
6は−O−CO−Cqd2qd+1、−CO−O−Cqd
2qd+1、−Cl、−F、−CF3、−NO2、−CN、又
は−Hを表わし、qc及びqdは独立に1〜20の整
数、waは1〜10の整数である)。
R 4 is -O- (C qc H 2qc -O) wa- C qd
H 2qd + 1, - (C qc H 2qc -O) wa -C qd H 2qd + 1, -C
qc H 2qc -R 6 , -OC qc H 2qc -R 6 , -CO- OC
qc H 2qc -R 6, or represents -O-CO-C qc H 2qc -R 6, linear, may be either branched (Here, R
6 is -O-CO-C qd H 2qd + 1, -CO-O-C qd H
2qd + 1, -Cl, -F, -CF 3, -NO 2, represents -CN, or -H, qc and qd are independently an integer of 1 to 20, the wa is an integer of 1 to 10).

【0042】R5は、(Cxb2xb−O)za−Cya
2ya+1で表わされる(但し、上記式中xbはそれぞれの
(Cxb2xb−O)に独立に1〜10であり、yaは1
〜10であり、zaは1〜10である)。
R 5 is (C xb F 2xb -O) za -C ya F
2ya + 1 is represented by (wherein, the formula xb is 1 to 10 independently of each (C xb F 2xb -O), ya is 1
And za is 1-10).

【0043】上記一般式(I)で表わされる化合物は、
特開平2−142753号公報、米国特許第5,08
2,587号に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。
The compound represented by the above general formula (I) is
JP-A-2-142755, U.S. Pat.
2,587.
Specific examples of such compounds are listed below.

【0044】[0044]

【化4】 Embedded image

【0045】[0045]

【化5】 Embedded image

【0046】[0046]

【化6】 Embedded image

【0047】[0047]

【化7】 Embedded image

【0048】[0048]

【化8】 Embedded image

【0049】[0049]

【化9】 Embedded image

【0050】[0050]

【化10】 Embedded image

【0051】[0051]

【化11】 Embedded image

【0052】[0052]

【化12】 Embedded image

【0053】[0053]

【化13】 Embedded image

【0054】[0054]

【化14】 Embedded image

【0055】[0055]

【化15】 Embedded image

【0056】上記一般式(II)で表わされる化合物
は、国際公開WO93/22396、特表平7−506
368号公報に記載の方法によって得ることができる。
かかる化合物の具体例を以下に列挙する。
The compound represented by the above general formula (II) is described in WO 93/22396, JP-T-Hei 7-506.
368 can be obtained.
Specific examples of such compounds are listed below.

【0057】[0057]

【化16】 Embedded image

【0058】[0058]

【化17】 Embedded image

【0059】[0059]

【化18】 Embedded image

【0060】[0060]

【化19】 Embedded image

【0061】[0061]

【化20】 Embedded image

【0062】[0062]

【化21】 を表わす。Embedded image Represents

【0063】a,b,cは夫々独立に0又は1〜3の整
数(但し、a+b+cは少なくとも1である)を表わ
す。
A, b and c each independently represent an integer of 0 or 1 to 3 (where a + b + c is at least 1).

【0064】A及びBは夫々独立に、共有結合を含む下
記のグループ(方向は問わない)より選択される(kは
1〜4の整数である)。
A and B are each independently selected from the following groups containing covalent bonds (regardless of direction) (k is an integer of 1 to 4).

【0065】−CO−O−、−CO−S−、−CO−S
e−、−CO−Te−、−(CH2CH2k−、−CH
=CH−、−C≡C−、−CH=N−、−CH2−O
−、−CO−、−O−
-CO-O-, -CO-S-, -CO-S
e -, - CO-Te - , - (CH 2 CH 2) k -, - CH
= CH -, - C≡C -, - CH = N -, - CH 2 -O
-, -CO-, -O-

【0066】X,Y,Zは夫々独立に、−H、−Cl、
−F、−Br、−I、−OH、−OCH3、−CH3、−
CF3、−CN、−NO2より選択される。
X, Y and Z are each independently -H, -Cl,
-F, -Br, -I, -OH, -OCH 3, -CH 3, -
CF 3, -CN, selected from -NO 2.

【0067】l,m,nは夫々独立に0又は1〜3の整
数を表わす。
L, m and n each independently represent an integer of 0 or 1-3.

【0068】Dは共有結合を含む下記のグループ(方向
は問わない)より選択される。
D is selected from the following group containing a covalent bond (in any direction).

【0069】−CO−O−Cr2r−、−O−Cr
2r−、−O−OC−Cr2r−、−C≡C−、−CH=
CH−、−CO−、−O−(Cs2sO)t−Cr'2r'
−、−Cr2r−、−(Cs2sO)t−Cr'2r'−、−
O−、−S−、−OSO2−、−SO2−、−SO2−Cr
2r−、−Cr2r−N(Cp2p+1)−SO2−、−N
(Cp2p+1)−、−Cr2r−N(Cp2p+1)−CO
−、−CH=N−、及びこれらの組み合わせ。ここで、
r及びr’は独立に0〜20の整数、sは各(Cs2s
O)について独立に1〜10の整数、tは1〜6の整
数、pは0〜4の整数である。
[0069] -CO-O-C r H 2r -, - O-C r H
2r -, - O-OC- C r H 2r -, - C≡C -, - CH =
CH -, - CO -, - O- (C s H 2s O) t -C r 'H 2r'
-, - C r H 2r - , - (C s H 2s O) t -C r 'H 2r' -, -
O -, - S -, - OSO 2 -, - SO 2 -, - SO 2 -C r
H 2r -, - C r H 2r -N (C p H 2p + 1) -SO 2 -, - N
(C p H 2p + 1) -, - C r H 2r -N (C p H 2p + 1) -CO
-, -CH = N-, and combinations thereof. here,
r and r ′ are each independently an integer of 0 to 20, and s is each (C s H 2s
O) is independently an integer of 1 to 10, t is an integer of 1 to 6, and p is an integer of 0 to 4.

【0070】Rは、−O−((Cq'2q'-v'−(R’)
v')−O)w−Cq2q+1-v−(R’)v、−((Cq'
2q-v−(R’)v')−O)w−Cq2q+1-v
(R’)v、−CO−O−Cq2q+1-v−(R’)v、−
O−OC−Cq2q+1-v−(R’)v
[0070] R is, -O - ((C q ' H 2q'-v' - (R ')
v ') -O) w -C q H 2q + 1-v - (R') v, - ((C q 'H
2q-v - (R ') v') -O) w -C q H 2q + 1-v -
(R ') v, -CO- O-C q H 2q + 1-v - (R') v, -
O-OC-C q H 2q + 1-v - (R ') v,

【0071】[0071]

【化22】 −CR’H−(D)g−CR’H−Cq2q+1-v
(R’)v、を表わし、R’は独立に、−Cl、−F、
−CF3、−NO2、−CN、−H、−Cq2q+1、−O
−OC−Cq2q+1、−CO−O−Cq2q+1、−Br、
−OH、−OCq2q+1を表す。q’は各(Cq'2q'
O)について独立に1〜20の整数、qは1〜20の整
数、wは0〜10の整数、vは0〜6の整数、各v’は
独立に0〜6の整数、gは1〜3の整数である。各Dは
独立に前記Dが選択されるグループ(方向は問わない)
から選択される(但し、Dを含む環は3〜10の原子か
ら環が構成される)。各Wは独立にN、CR’、SiR
から選択される。Rはカイラルもしくはアカイラルであ
る。
Embedded image -CR'H- (D) g -CR'H-C q H 2q + 1-v -
(R ′) v , where R ′ is independently —Cl, —F,
-CF 3, -NO 2, -CN, -H, -C q H 2q + 1, -O
-OC-C q H 2q + 1 , -CO-O-C q H 2q + 1, -Br,
-OH, it represents a -OC q H 2q + 1. q ′ is (C q ′ H 2q ′
O) is independently an integer of 1 to 20, q is an integer of 1 to 20, w is an integer of 0 to 10, v is an integer of 0 to 6, each v 'is independently an integer of 0 to 6, g is 1 -3. Each D is independently a group in which the D is selected (in any direction)
(Provided that the ring containing D is composed of 3 to 10 atoms). Each W is independently N, CR ', SiR
Is selected from R is chiral or achiral.

【0072】Rf’は−R*−D−(O)x−CH2−D’
−Rfを表わし、ここでR*は環状或いは鎖状のカイラル
部分である。D及びD’は夫々独立に前記Dが選択され
るグループ(方向を問わない)から選択される。xは0
又は1の整数、Rfはフルオロアルキル基、パーフルオ
ロアルキル基、フルオロエーテル基、パーフルオロエー
テル基を表わす。
R f ′ is -R * -D- (O) x -CH 2 -D '
—R f , where R * is a cyclic or chain-like chiral moiety. D and D 'are each independently selected from the group in which D is selected (regardless of direction). x is 0
Or an integer of 1, and R f represents a fluoroalkyl group, a perfluoroalkyl group, a fluoroether group, or a perfluoroether group.

【0073】上記一般式(III)で表わされる化合物
の合成方法例、具体例はWO96/33251に記載さ
れているものが挙げられる。さらに化合物の具体例を以
下に挙げる。
Examples of the method for synthesizing the compound represented by the above general formula (III), and specific examples thereof include those described in WO 96/33251. Further, specific examples of the compound are shown below.

【0074】[0074]

【化23】 Embedded image

【0075】[0075]

【化24】 Embedded image

【0076】[0076]

【化25】 Embedded image

【0077】[0077]

【化26】 Embedded image

【0078】本発明の液晶素子は、通常一対の偏光板
(不図示)に狭持し、基板21側から光を照射し、各画
素毎に液晶層27に印加する電圧を変えることによって
透過率を変化させ、出射光の透過量を変化させて表示を
行う。尚、当該構成は透過型の液晶素子の例であって、
基板21或いは画素電極13を反射部材とする、或い
は、基板21上に別途反射部材を備えることによって、
基板22側から入射した光を反射させる反射型液晶素子
を構成することもできる。
The liquid crystal element of the present invention is usually sandwiched between a pair of polarizing plates (not shown), irradiates light from the substrate 21 side, and changes the voltage applied to the liquid crystal layer 27 for each pixel to thereby increase the transmittance. Is changed, and the transmission amount of the emitted light is changed to perform display. Note that this configuration is an example of a transmission type liquid crystal element,
By using the substrate 21 or the pixel electrode 13 as a reflection member, or by providing a separate reflection member on the substrate 21,
A reflection type liquid crystal element that reflects light incident from the substrate 22 side can also be configured.

【0079】さらに、下側の基板21には、画素電極1
3と各画素電極13に接続されたアクティブ素子14が
マトリクス状に形成されている。14のアクティブ素子
としては、好ましくはTFTが用いられ、アモルファス
シリコン、ポリシリコン、マイクロクリスタルシリコ
ン、単結晶シリコンなどの半導体を用いて形成される。
本例はTFTを用いて構成した素子を示している。TF
Tは通常、基板21上に形成された、ゲート電極、該ゲ
ート電極を覆うゲート絶縁膜、該ゲート絶縁膜上に形成
された半導体層、該半導体層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。
Further, the pixel electrode 1 is provided on the lower substrate 21.
3 and active elements 14 connected to each pixel electrode 13 are formed in a matrix. A TFT is preferably used as the 14 active elements, and is formed using a semiconductor such as amorphous silicon, polysilicon, microcrystal silicon, or single crystal silicon.
This example shows an element configured using a TFT. TF
T is usually a gate electrode formed on the substrate 21, a gate insulating film covering the gate electrode, a semiconductor layer formed on the gate insulating film, a source electrode and a drain electrode formed on the semiconductor layer. Consists of

【0080】さらに基板21には、画素電極13の行間
に走査信号線(ゲートライン)15が配線され、画素電
極13の列間に情報信号線(ソースライン)17が配線
されている。各TFT14のゲート電極は対応する走査
信号線15に接続され、ソース電極は対応する情報信号
線17に接続されている。走査信号線15は端部16を
介して行ドライバ12に接続され、情報信号線17は端
部18を介して列ドライバ11に接続される。行ドライ
バ12は走査信号線12を順次選択してゲート信号を印
加し、列ドライバ11は該ゲート信号に同期して、表示
データに対応する情報信号を各情報信号線17に印加す
る。
Further, on the substrate 21, scanning signal lines (gate lines) 15 are arranged between rows of the pixel electrodes 13, and information signal lines (source lines) 17 are arranged between columns of the pixel electrodes 13. The gate electrode of each TFT 14 is connected to the corresponding scanning signal line 15, and the source electrode is connected to the corresponding information signal line 17. The scanning signal line 15 is connected to the row driver 12 via the end 16, and the information signal line 17 is connected to the column driver 11 via the end 18. The row driver 12 sequentially selects the scanning signal lines 12 and applies a gate signal, and the column driver 11 applies an information signal corresponding to display data to each information signal line 17 in synchronization with the gate signal.

【0081】走査信号線15は端部16を除いてTFT
14のゲート絶縁膜で覆われており、情報信号線17は
該ゲート絶縁膜上に形成されている。画素電極13は同
じゲート絶縁膜上に形成されており、その一端部におい
てTFT14のドレイン電極に接続されている。
The scanning signal line 15 is a TFT except for the end 16.
The information signal line 17 is formed on the gate insulating film. The pixel electrode 13 is formed on the same gate insulating film, and has one end connected to the drain electrode of the TFT 14.

【0082】また、図2の上側の基板22には、下側の
基板21上の各画素電極13に対向する共通電極14が
形成されている。共通電極14は、表示領域全体に亘る
面積の1枚の電極から構成され、基準電圧が印加され
る。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。
The common electrode 14 facing each pixel electrode 13 on the lower substrate 21 is formed on the upper substrate 22 in FIG. The common electrode 14 is formed of one electrode having an area covering the entire display area, and a reference voltage is applied. Further, a capacitor serving as an auxiliary capacitance may be arranged for each pixel.

【0083】以上のように構成されたアクティブマトリ
クスタイプの液晶素子においては、ゲートオン時に電荷
が画素である液晶セルに注入され、短時間でゲートはオ
フとなり、次の走査ライン上の画素に情報が書き込まれ
る。本発明に用いられる液晶は自発分極を有することか
ら、ゲートオン時間内にスイッチングを完了する場合を
除き、自発分極の反転に伴い、ゲートオフ時に電圧が降
下する。従って、このような理由からも自発分極は大き
過ぎないことが好ましく、前記したように、本発明にお
いて用いられる液晶の自発分極は10nC/cm2以下
が好ましい。これは極性の不純物等の混入による配向劣
化を抑制するためにも好ましい。
In the active matrix type liquid crystal element configured as described above, charge is injected into the liquid crystal cell which is a pixel when the gate is turned on, the gate is turned off in a short time, and information is transferred to the pixel on the next scanning line. Written. Since the liquid crystal used in the present invention has spontaneous polarization, the voltage drops when the gate is turned off with the reversal of the spontaneous polarization except when switching is completed within the gate-on time. Therefore, it is preferable that the spontaneous polarization is not too large for such a reason, and as described above, the spontaneous polarization of the liquid crystal used in the present invention is preferably 10 nC / cm 2 or less. This is also preferable in order to suppress alignment degradation due to the incorporation of polar impurities and the like.

【0084】本発明の液晶素子は、無電界状態で少なく
とも2つの安定状態を示し、該安定状態間でこれら状態
間の中間調状態、即ち複数のドメインの共存状態を示
し、一方の安定状態を黒表示、他方を白表示となるよう
に偏光板を配置することにより、これら2安定状態間で
の階調表示が可能である。またさらに、上記中間状態を
メモリーすることができる。
The liquid crystal element of the present invention exhibits at least two stable states in the absence of an electric field, shows a halftone state between these states, that is, shows a coexistence state of a plurality of domains, and shows one of the stable states. By arranging a polarizing plate so that black display and white display are performed on the other side, gradation display between these two stable states is possible. Still further, the intermediate state can be stored.

【0085】次に、本発明の液晶素子の駆動方法につい
て説明する。本発明の駆動方法では、本発明の液晶素子
の各画素について、一旦より安定な状態へリセットした
後、表示状態に応じた電圧を印加して書き込みを行うこ
とを特徴とする。ここで、より安定な状態へリセットす
る意味は、より不安定な状態へリセットする場合に比べ
て、前状態履歴を抑制し、階調表現能力の再現性を高め
る効果を有しているためである。このため、本発明の液
晶素子においては、表示領域の一部分をメモリー状態と
しその他を駆動状態とする部分画素書き換え、或いは全
面をメモリー状態として使用する静止画モード、或いは
低消費電力モードといった応用展開ができる。
Next, a method for driving the liquid crystal element of the present invention will be described. The driving method of the present invention is characterized in that, for each pixel of the liquid crystal element of the present invention, writing is performed by resetting to a more stable state and then applying a voltage according to the display state. Here, the meaning of resetting to a more stable state is because it has the effect of suppressing the previous state history and increasing the reproducibility of the gradation expression ability as compared to the case of resetting to a more unstable state. is there. For this reason, in the liquid crystal element of the present invention, application development such as partial pixel rewriting in which a part of the display area is in a memory state and the other is in a driving state, a still image mode in which the entire area is used in a memory state, or a low power consumption mode is developed. it can.

【0086】さらに本発明の液晶素子の駆動方法におい
て、一画素に着目した場合に、情報信号線から交互に極
性の反転した電圧信号が入力されることが好ましい。本
発明において、このような極性反転駆動を行う場合、以
下に記載する方法が好ましく用いられる。
Further, in the method of driving a liquid crystal element of the present invention, when attention is paid to one pixel, it is preferable that a voltage signal whose polarity is alternately inverted is input from the information signal line. In the present invention, when such polarity inversion driving is performed, the method described below is preferably used.

【0087】先ず、初期状態(より安定な状態へのリセ
ット状態)からより不安定な方向にスイッチングする符
号の電圧信号を与え、液晶をスイッチングさせ、光変調
信号に変換する。これはもちろん階調表示が可能であ
る。次に、極性の異なる信号を与えるとより安定な方向
にスイッチングする。安定方向にスイッチングした状態
は、直交した偏光板の光軸の一方を該安定状態の光軸に
合わせて使用するノーマリーブラックの素子として使用
した場合、本来の表示の間に黒状態もしくはそれに非常
に近い状態を表示することになる。この場合、表示素子
としてこの素子を見ると、1フレーム中に表示期間と非
表示期間を設けた非ホールド型表示となり、本発明の液
晶素子が高速スイッチングすることから、動画表示の画
質に優れる点で非常に好ましい。この安定な状態にスイ
ッチングさせている非表示期間と、より不安定な状態に
スイッチングさせている表示期間との時間比は特に限定
されないが、DC成分の偏りを最小化して焼き付きを抑
制する意味で、1対9〜9対1の範囲が好ましく、さら
に好ましくは、3対7〜7対3の範囲である。より安定
な方向にスイッチングさせる情報信号電圧値に関して、
この時間比と合わせてトータルでDC成分の偏りを最小
化することも好ましい形態である。具体的には、時間比
を1対1とし、表示期間に印加した書き込み信号と絶対
値が同等で極性の異なるリセット信号を該表示期間の直
前または直後に設けた非表示期間に与える方法が挙げら
れる。
First, a voltage signal having a sign that switches from an initial state (reset state to a more stable state) to a more unstable direction is applied, and the liquid crystal is switched to be converted into a light modulation signal. This, of course, enables gradation display. Next, when signals having different polarities are given, switching is performed in a more stable direction. The state of switching in the stable direction is such that when one of the optical axes of the orthogonal polarizing plate is used as a normally black element used in accordance with the optical axis in the stable state, a black state or an extremely black state occurs during the original display. Will be displayed. In this case, when this element is viewed as a display element, it becomes a non-hold type display in which a display period and a non-display period are provided in one frame, and since the liquid crystal element of the present invention performs high-speed switching, the image quality of moving image display is excellent. Is very preferred. The time ratio between the non-display period when switching to a stable state and the display period when switching to a more unstable state is not particularly limited, but in the sense of minimizing the bias of the DC component and suppressing image sticking. , Preferably in the range of 1: 9 to 9: 1, more preferably in the range of 3: 7 to 7: 3. Regarding the information signal voltage value that switches in a more stable direction,
It is also a preferable embodiment to minimize the bias of the DC component in total in accordance with this time ratio. Specifically, there is a method in which the time ratio is set to 1: 1 and a reset signal having the same absolute value as the write signal applied in the display period and having a different polarity is provided to a non-display period provided immediately before or immediately after the display period. Can be

【0088】本発明の液晶素子は、直視型にも投写型に
も応用され、またプリンター等のライトバルブとしても
使用可能である。
The liquid crystal element of the present invention can be applied to a direct view type and a projection type, and can also be used as a light valve of a printer or the like.

【0089】本発明の液晶素子を用いて、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、その一例
が、該素子を表示パネル部に使用し、図3,図4に示し
たゲート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、液晶表示装置を実現するものである。図
中、101は液晶表示装置、102はグラフィックコン
トローラー、103は表示パネル、104はゲートライ
ン駆動回路、105は情報線駆動回路、106はデコー
ダ、107はゲートライン信号発生回路、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。
A liquid crystal device having various functions can be constituted by using the liquid crystal element of the present invention. One example of such a liquid crystal device is shown in FIGS. The liquid crystal display device is realized by using a data synchronizing means using a data format including image information having gate line address information and a SYN signal. In the figure, 101 is a liquid crystal display device, 102 is a graphic controller, 103 is a display panel, 104 is a gate line drive circuit, 105 is an information line drive circuit, 106 is a decoder, 107 is a gate line 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.

【0090】画像情報の発生は、本体装置のグラフィッ
クコントローラー102にて行われ、図3及び図4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ー102はGCPU
(中央演算装置)及びVRAM(画像情報格納用メモ
リ)114を核にホストCPU113と液晶表示装置1
01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 image information is generated by the graphic controller 102 of the main unit, and is transferred to the display panel 103 in accordance with the signal transmission means shown in FIGS. The graphic controller 102 is a GCPU
(Central processing unit) and a VRAM (memory for storing image information) 114 serving as a core, a host CPU 113 and a liquid crystal display 1
It is responsible for management and communication of image information during 01. Note that a light source is disposed on the back surface of the display panel.

【0091】本発明の液晶素子を用いて構成された液晶
表示装置においては、液晶素子が良好なスイッチング特
性を有するため、優れた駆動特性、信頼性を発揮し、高
速、大面積の表示画像を得ることができる。
In the liquid crystal display device constituted by using the liquid crystal element of the present invention, since the liquid crystal element has good switching characteristics, it exhibits excellent driving characteristics and reliability, and can display a high-speed, large-area display image. Obtainable.

【0092】[0092]

【実施例】(実施例1)下記化合物をA/B/C/D=
15/55/25/5(重量%)で混合して液晶組成物
αを調整した。この液晶組成物の相転移温度はTiso
87℃、SmA→SmC*転移温度が52℃であった。
チルト角は26°、自発分極は6.0nC/cm2(い
ずれも30℃)であった。
EXAMPLES (Example 1) A / B / C / D =
The liquid crystal composition α was adjusted by mixing at a ratio of 15/55/25/5 (% by weight). As for the phase transition temperature of this liquid crystal composition, T iso was 87 ° C., and the SmA → SmC * transition temperature was 52 ° C.
The tilt angle was 26 ° and the spontaneous polarization was 6.0 nC / cm 2 (all at 30 ° C.).

【0093】[0093]

【化27】 Embedded image

【0094】厚さ1.1mmの2枚のガラス基板にそれ
ぞれ、透明電極として厚さが約70nmのITO膜を形
成した。その後、両基板に対して、下記の繰り返し単位
を有するポリイミドの前駆体のポリアミック酸の0.7
重量%溶液を1回目は500rpmで5秒間、2回目は
1500rpmで30秒間の条件で回転塗布した。
An ITO film having a thickness of about 70 nm was formed as a transparent electrode on each of two glass substrates having a thickness of 1.1 mm. Thereafter, for both substrates, 0.7% of the polyamic acid of the polyimide precursor having the following repeating unit
The first solution was spin-coated at 500 rpm for 5 seconds and the second at 1500 rpm for 30 seconds.

【0095】[0095]

【化28】 Embedded image

【0096】その後、80℃で5分間の前乾燥を行った
後、220℃で1時間加熱焼成を施した。得られたポリ
イミド膜の膜厚は60Åであり、このポリイミド膜に一
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。
Thereafter, pre-drying was carried out at 80 ° C. for 5 minutes, followed by baking at 220 ° C. for 1 hour. The thickness of the obtained polyimide film was 60 °, and the polyimide film was subjected to a rubbing treatment with a nylon cloth as a uniaxial orientation treatment.

【0097】次に、一方の基板に、ラダー型のポリシロ
キサンの母材とアンチモンドープのSnOxの酸化物超
微粒子(粒径約100Å)の分散した固形分濃度が10
重量%のエタノール/メタノール/イソプロパノール=
44/43/13(重量%)溶液を1500rpmで1
0秒間の条件でスピンコート法により塗布した。80
℃、5分間の前乾燥を行った後、200℃で1時間加熱
乾燥した。この基板表面に平均粒径が2.4μmのシリ
カビーズを0.01重量%で分散させたIPA(イソプ
ロパノール)溶液を1500rpm、10sec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。この基板上に、熱硬化型の液状
接着剤を印刷法により塗工した。この基板に、上記ポリ
イミド膜のみを形成した基板を対向して貼り合わせ、1
50℃のオーブンで90分間加熱硬化し、セルを得た。
Next, on one substrate, a ladder-type polysiloxane base material and antimony-doped SnO x oxide ultrafine particles (particle diameter: about 100 °) were dispersed to a solid concentration of 10%.
Wt% ethanol / methanol / isopropanol =
44/43/13 (wt%) solution at 1500 rpm
It was applied by spin coating under the condition of 0 second. 80
After pre-drying at 5 ° C. for 5 minutes, it was dried by heating at 200 ° C. for 1 hour. An IPA (isopropanol) solution in which silica beads having an average particle size of 2.4 μm are dispersed at 0.01% by weight is spin-coated on the surface of the substrate under the conditions of 1500 rpm and 10 sec, and a bead spacer having a dispersion density of about 100 / mm 2. Was sprayed. On this substrate, a thermosetting liquid adhesive was applied by a printing method. On this substrate, a substrate on which only the polyimide film is formed is opposed and bonded to each other.
The composition was cured by heating in an oven at 50 ° C. for 90 minutes to obtain a cell.

【0098】前記液晶組成物αに活性アルミナ微粒子1
重量%を混合した後、上記セルに注入し、5Hz、±7
Vの三角波を印加し、口述する光学応答測定法により電
圧−透過率曲線を測定したところ、典型的な双安定強誘
電性液晶のヒステリシスカーブが得られ、50%反転時
のしきい値電圧の差は180mVであった。
Activated alumina fine particles 1 were added to the liquid crystal composition α.
Weight%, and injected into the above cell, 5 Hz, ± 7
When a triangular wave of V was applied and a voltage-transmittance curve was measured by the optical response measurement method described above, a hysteresis curve of a typical bistable ferroelectric liquid crystal was obtained, and a threshold voltage of 50% inversion was obtained. The difference was 180 mV.

【0099】次に、単結晶シリコントランジスタ(オン
抵抗50Ω)を用い、上記構成の液晶セル(面積0.9
cm2)及び2nFのセラミックコンデンサを接続し
て、図6に示す構成のアクティブマトリクスタイプの液
晶素子を作製した。尚、図6中、61は情報信号線、6
2は走査信号線、63は単結晶シリコントランジスタ、
64は液晶セル、65はコンデンサである。
Next, using a single crystal silicon transistor (on resistance 50 Ω), the liquid crystal cell (having an area of 0.9
The active matrix type liquid crystal element having the configuration shown in FIG. 6 was manufactured by connecting a ceramic capacitor of 2 cm and 2 nF. In FIG. 6, reference numeral 61 denotes an information signal line;
2 is a scanning signal line, 63 is a single crystal silicon transistor,
64 is a liquid crystal cell, and 65 is a capacitor.

【0100】上記素子に、選択期間が30μsecとな
るようなゲート信号を与え、情報信号線61からは図5
に示したような30μsec幅のパルス信号を与えた。
図5の波形において、30μsec幅の正極性パルスが
書き込み信号であり、30μsec幅の負極性パルスが
非表示期間を形成するリセットパルスである。また、1
フレームは16msecとし、正極性パルスを印加以降
8msec間を表示期間、その直後に負極性パルスが加
えられ、負極性パルス印加以降8msecが非表示期間
である。
A gate signal is applied to the element so that the selection period is 30 μsec.
A pulse signal having a width of 30 μsec as shown in FIG.
In the waveform of FIG. 5, a positive pulse having a width of 30 μsec is a write signal, and a negative pulse having a width of 30 μsec is a reset pulse forming a non-display period. Also, 1
The frame is 16 msec, the display period is 8 msec after the application of the positive pulse, and a negative pulse is applied immediately thereafter, and the non-display period is 8 msec after the application of the negative pulse.

【0101】次に、得られた素子の電気光学応答を測定
した。測定は光電子倍増管を備えた偏光顕微鏡を用い、
透過率の変化をクロスニコル下で測定した。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した。
Next, the electro-optical response of the obtained device was measured. The measurement was performed using a polarizing microscope equipped with a photomultiplier tube.
The change in transmittance was measured under crossed Nicols. At this time, the cell was set so that the cell was darkest in the state where no electric field was applied.

【0102】下記に白1の時の透過率を100%とした
場合の各フレーム毎の透過率を示す。 白2=99% 白3=99% 白4=100% グレー1=35% グレー2=39% グレー3=39% グレー4=41% 黒1<1% 黒2<1% 黒3<1% 黒4<1%
The transmittance for each frame when the transmittance for white 1 is 100% is shown below. White 2 = 99% White 3 = 99% White 4 = 100% Gray 1 = 35% Gray 2 = 39% Gray 3 = 39% Gray 4 = 41% Black 1 <1% Black 2 <1% Black 3 <1% Black 4 <1%

【0103】以上のように、前状態の如何に関わらず、
再現性よく光変調が行われ、ヒステリシスはほとんどな
かった。また、白状態へのスイッチングスピード(90
%スイッチングまでの時間)を測定したところ、290
μsecであった。
As described above, regardless of the previous state,
Light modulation was performed with good reproducibility, and there was almost no hysteresis. The switching speed to the white state (90
% Switching time) was measured to be 290
μsec.

【0104】(実施例2)実施例1のアクティブマトリ
クスタイプの液晶素子について、図5の白波形で表され
ている波形を100時間連続して印加し続けた。その
後、図5に示される波形を用い、白、グレー、黒の各波
形による透過率を前記と同様に測定したところ、実施例
1とほとんど同等の透過率が各フレームで測定され、本
発明の液晶素子では液晶の焼き付きが抑制されることが
わかった。
Example 2 For the active matrix type liquid crystal element of Example 1, the waveform represented by the white waveform in FIG. 5 was continuously applied for 100 hours. Thereafter, using the waveforms shown in FIG. 5, the transmittance of each of the white, gray, and black waveforms was measured in the same manner as described above. The transmittance almost equivalent to that of Example 1 was measured in each frame. It was found that in the liquid crystal element, the sticking of the liquid crystal was suppressed.

【0105】(実施例3)実施例1で用いた液晶化合物
の組成を、A/B/D=37/55/8(重量%)に変
えた以外は実施例1と同じ構成のアクティブマトリクス
タイプの液晶素子を作製し、電気光学応答特性を測定し
た。結果を下記に示す。尚、本発明で用いた液晶組成物
の30℃での自発分極は9.6nC/cm2であった。 白2=98% 白3=100% 白4=100% グレー1=45% グレー2=50% グレー3=49% グレー4=51% 黒1<1% 黒2<1% 黒3<1% 黒4<1%
Example 3 An active matrix type having the same structure as in Example 1 except that the composition of the liquid crystal compound used in Example 1 was changed to A / B / D = 37/55/8 (% by weight). Was prepared, and the electro-optical response characteristics were measured. The results are shown below. Incidentally, the spontaneous polarization at 30 ° C. of the liquid crystal composition used in the present invention was 9.6 nC / cm 2 . White 2 = 98% White 3 = 100% White 4 = 100% Gray 1 = 45% Gray 2 = 50% Gray 3 = 49% Gray 4 = 51% Black 1 <1% Black 2 <1% Black 3 <1% Black 4 <1%

【0106】以上のように、再現性良く光変調が行わ
れ、ヒステリシスはほとんどなかった。また、この素子
で実施例2と同様に焼き付き耐久測定を行ったところ、
上記と同様の透過率が得られた。
As described above, light modulation was performed with good reproducibility, and there was almost no hysteresis. Further, when the burn-in durability measurement was performed on this device in the same manner as in Example 2,
The same transmittance as described above was obtained.

【0107】(実施例4)実施例1のアクティブマトリ
クスタイプの液晶素子において、図5のグレー3のリセ
ット信号の前まで印加し、1秒後にゲートを開いて液晶
の上下を無電界とした。この状態で、ドメイン階調によ
る中間調が表示されていた。以後、時間が経過してもこ
の状態が維持された。同様に、実施例3の素子を用いて
同様の表示を行ったところ、同様にドメイン階調のメモ
リー状態を維持できた。以上のことから、部分動画表
示、部分静止画表示が可能であること、全面静止画表示
或いは低消費電力モードが可能であることがわかった。
(Example 4) In the active matrix type liquid crystal element of Example 1, the voltage was applied until before the reset signal of Gray 3 in FIG. In this state, halftones based on the domain gradation were displayed. Thereafter, this state was maintained over time. Similarly, when a similar display was performed using the device of Example 3, the memory state of the domain gradation could be similarly maintained. From the above, it was found that the partial moving image display and the partial still image display were possible, and the full-screen still image display or the low power consumption mode was possible.

【0108】(実施例5)実施例1において、ポリイミ
ド膜の膜厚を100Åとしたセルを作製し、実施例1で
用いた液晶組成物αを注入した。この液晶セルにおける
2安定状態間のしきい値電圧の差は200mVであっ
た。このセルを用いて実施例1と同様のアクティブマト
リクス素子を構成し、光学応答特性を測定したところ、
階調再現性良く光変調を行うことができた。また、この
素子を用いて実施例4と同様にメモリー機能を観察した
ところ、実施例4と同様のメモリー性が観測された。
(Example 5) In Example 1, a cell was prepared in which the thickness of the polyimide film was 100 °, and the liquid crystal composition α used in Example 1 was injected. The difference in threshold voltage between the two stable states in this liquid crystal cell was 200 mV. Using this cell, an active matrix element similar to that of Example 1 was formed, and the optical response characteristics were measured.
Light modulation was performed with good gradation reproducibility. When the memory function was observed using this device in the same manner as in Example 4, the same memory properties as in Example 4 were observed.

【0109】(比較例)実施例1で作製したセルに、強
誘電性液晶(チッソ社製「CS1014」)を注入し、
10VのDCを100時間印加し、単安定液晶とした。
しきい値電圧の差は100mV以上であった。しかしな
がら、実施例4と同様にメモリー機能を観察したとこ
ろ、メモリー性は確認されなかった。
(Comparative Example) A ferroelectric liquid crystal (“CS1014” manufactured by Chisso Corporation) was injected into the cell manufactured in Example 1.
A DC of 10 V was applied for 100 hours to obtain a monostable liquid crystal.
The difference in threshold voltage was 100 mV or more. However, when the memory function was observed in the same manner as in Example 4, no memory property was confirmed.

【0110】[0110]

【発明の効果】本発明によれば、カイラルスメクチック
液晶を用いたアクティブマトリクスタイプの液晶素子に
おいて、残像の原因になるヒステリシス、経時的な配向
の劣化、焼き付き等信頼性の面での問題が改善され、さ
らに、メモリー性を有する高機能、高速応答、高画質の
液晶素子が提供される。
According to the present invention, in an active matrix type liquid crystal device using a chiral smectic liquid crystal, problems in terms of reliability such as hysteresis, deterioration of alignment over time, and image sticking which cause an afterimage are improved. Further, a high-performance, high-speed response, high-quality liquid crystal element having a memory property is provided.

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

【図1】本発明の液晶素子の一実施形態の平面模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic plan view of one embodiment of a liquid crystal element of the present invention.

【図2】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic sectional view of one embodiment of the liquid crystal element of the present invention.

【図3】本発明の液晶素子を備え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. 3 is a block diagram showing a liquid crystal display device including a liquid crystal element of the present invention and a graphic controller.

【図4】図3の液晶表示装置とグラフィックコントロー
ラー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。
4 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5】本発明の実施例で用いた電圧波形である。FIG. 5 is a voltage waveform used in an example of the present invention.

【図6】本発明の実施例で作製したアクティブマトリク
スタイプの液晶素子の等価回路図である。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of an active matrix type liquid crystal element manufactured in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 列ドライバ 12 行ドライバ 13 画素電極 14 TFT 15 走査信号線(ゲート線) 16 走査信号線端部 17 情報信号線(ソース線) 18 情報信号線端部 21,22 基板 23,25 配向膜 24 共通電極 26 スペーサー 27 液晶層 28 封止材 61 情報信号線 62 走査信号線 63 単結晶シリコントランジスタ 64 液晶セル 65 補助容量 101 液晶表示装置 102 グラフィックコントローラー 103 表示パネル 104 ゲートライン駆動回路 105 情報線駆動回路 106 デコーダ 107 ゲートライン信号発生回路 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 Column driver 12 Row driver 13 Pixel electrode 14 TFT 15 Scan signal line (gate line) 16 Scan signal line end 17 Information signal line (Source line) 18 Information signal line end 21,22 Substrate 23,25 Alignment film 24 Common Electrode 26 Spacer 27 Liquid crystal layer 28 Sealant 61 Information signal line 62 Scanning signal line 63 Single crystal silicon transistor 64 Liquid crystal cell 65 Auxiliary capacitance 101 Liquid crystal display device 102 Graphic controller 103 Display panel 104 Gate line drive circuit 105 Information line drive circuit 106 Decoder 107 Gate line signal generation 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 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 糠信 恒樹 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 柳生 峰人 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 寺田 匡宏 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 EA03 EA12 EA40 GA04 GA17 HA08 HA18 JA17 JA19 KA14 KA28 MA12 MA13 MA18 MA20 2H090 HA11 HB02Y HB03Y HB04Y HB07Y HB08Y HC05 JB02 JB03 KA14 KA15 MA02 MA11 MB03 2H093 NA16 NA34 NA53 NB22 NC22 NC26 NC29 NC34 ND12 NF17 NF19 NG02 NG12 5C006 AA02 AA16 AC26 BA12 BB16 FA11 FA34 FA47 GA03 5C080 AA10 BB05 DD29 EE29 FF11 JJ02 JJ04 JJ06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Koji Noguchi, Inventor 3--30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. Within Non Corporation (72) Inventor Minato Yagyu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Masahiro Terada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. F term (reference) 2H088 EA03 EA12 EA40 GA04 GA17 HA08 HA18 JA17 JA19 KA14 KA28 MA12 MA13 MA18 MA20 2H090 HA11 HB02Y HB03Y HB04Y HB07Y HB08Y HC05 JB02 JB03 KA14 KA15 MA02 MA11 MB03 NC22 NC11 NC03 NG12 5C006 AA02 AA16 AC26 BA12 BB16 FA11 FA34 FA47 GA03 5C080 AA10 BB05 DD29 EE29 FF11 JJ02 JJ04 JJ06

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板間にカイラルスメクチック液
晶を狭持してなり、複数の画素を有し、各画素の液晶を
画素毎に配したアクティブ素子によってマトリクス駆動
するアクティブマトリクスタイプの液晶素子であって、
上記液晶が無電界状態で少なくとも2つの安定状態を有
し、相異なる安定状態へのスイッチングしきい値電圧の
差が100mV以上であり、上記2つの相異なる安定状
態間で印加電圧に応じた中間調状態をとることを特徴と
する液晶素子。
1. An active matrix type liquid crystal element comprising a plurality of pixels, wherein a chiral smectic liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and a matrix is driven by an active element in which the liquid crystal of each pixel is arranged for each pixel. So,
The liquid crystal has at least two stable states in the absence of an electric field, a difference in switching threshold voltage between different stable states is 100 mV or more, and an intermediate voltage corresponding to an applied voltage between the two different stable states. A liquid crystal element characterized in that the liquid crystal element is in a toned state.
【請求項2】 上記基板の液晶と接する表面に、上下基
板で異なる配向膜が設けられている請求項1記載の液晶
素子。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein different alignment films are provided for the upper and lower substrates on a surface of the substrate in contact with the liquid crystal.
【請求項3】 上記配向膜の一方が一軸配向制御層であ
る請求項2記載の液晶素子。
3. The liquid crystal device according to claim 2, wherein one of the alignment films is a uniaxial alignment control layer.
【請求項4】 上記中間調状態が、ドメインにより形成
される請求項1〜3のいずれかに記載の液晶素子。
4. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the halftone state is formed by a domain.
【請求項5】 上記カイラルスメクチック液晶が、双安
定性を有する強誘電性液晶である請求項1〜4のいずれ
かに記載の液晶素子。
5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal is a bistable ferroelectric liquid crystal.
【請求項6】 上記カイラルスメクチック液晶が液晶組
成物であって、カイラルもしくはアカイラルなメチレン
グループを少なくとも1つ有し且つ連鎖中エーテル酸素
を1つ以上有していても良いフルオロケミカル末端部分
と、カイラルもしくはアカイラルな飽和炭化水素末端部
分とを、中央コア部分で結合してなり、スメクチック相
もしくは潜在的スメクチック相を持つフッ素含有液晶化
合物を含有する請求項1〜5のいずれかに記載の液晶素
子。
6. The above-mentioned chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal composition, having at least one chiral or achiral methylene group and having at least one ether oxygen in the chain, a fluorochemical terminal portion, The liquid crystal device according to any one of claims 1 to 5, comprising a fluorine-containing liquid crystal compound having a smectic phase or a potential smectic phase, wherein a chiral or achiral saturated hydrocarbon terminal portion is bonded at a central core portion. .
【請求項7】 上記カイラルスメクチック液晶が、上記
フッ素含有液晶化合物群のみで構成された液晶組成物で
ある請求項7記載の液晶素子。
7. The liquid crystal device according to claim 7, wherein the chiral smectic liquid crystal is a liquid crystal composition composed of only the fluorine-containing liquid crystal compound group.
【請求項8】 上記カイラルスメクチック液晶の自発分
極が10nC/cm2以下である請求項1〜7のいずれ
かに記載の液晶素子。
8. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the chiral smectic liquid crystal has a spontaneous polarization of 10 nC / cm 2 or less.
【請求項9】 上記アクティブ素子がトランジスタであ
る請求項1〜7のいずれかに記載の液晶素子。
9. The liquid crystal device according to claim 1, wherein said active element is a transistor.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の液晶
素子の駆動方法であって、より安定な状態に画素全面を
リセットした後、表示状態に応じた電圧を当該画素の液
晶に印加して書き込みを行うことを特徴とする液晶素子
の駆動方法。
10. The method for driving a liquid crystal element according to claim 1, wherein after resetting the entire surface of the pixel to a more stable state, a voltage corresponding to a display state is applied to the liquid crystal of the pixel. A method for driving a liquid crystal element, wherein writing is performed.
【請求項11】 各画素の液晶に対して、各フレームに
おいて、表示期間と非表示期間を設け、非表示期間には
表示期間に印加した信号電圧と極性が反転した信号電圧
を印加する請求項10記載の液晶素子の駆動方法。
11. A display period and a non-display period are provided in each frame for liquid crystal of each pixel, and a signal voltage having a polarity inverted from that of a signal voltage applied in the display period is applied in the non-display period. 11. The method for driving a liquid crystal element according to item 10.
【請求項12】 少なくとも一部の画素において、書き
込み後に印加電圧を除去して非駆動状態で表示を行う請
求項10または11に記載の液晶素子の駆動方法。
12. The method of driving a liquid crystal element according to claim 10, wherein at least some of the pixels perform display in a non-drive state by removing an applied voltage after writing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100810289B1 (en) * 2005-03-31 2008-03-07 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. Active matrix type bistable display
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