JPH02287323A - 液晶電気光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は強誘電性液晶を用いる電気光学素子に関する。

〔従来の技術〕

近年、情報処理のコンピユータ化が進み、それに伴いコ
ンピュータの小型化が強く望まれるようになった。特に
マンマシンインターフェイスとしてゆるぎない地位を占
めていたＣＲＴデイスプレィは重く大きい為、軽く薄い
液晶デイスプレィや、プラズマデイスプレィに置き換え
られようとしている。液晶デイスプレィとしては、ツイ
ストネマチック型のものが一般に使用されている。しか
し、高精細のデイスプレィとしては、応答の遅いネマチ
ック液晶よりも高速でメモリー性を有する強誘電性液晶
が研究されている。（例えばＣ１ａｒｋら、Ａｐｐｌ、
Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、、３６．８従来の強誘電性液晶を
用いた電気光学素子の配向制御方法は、基板表面にポリ
イミド等の有機高分子層を設はラビング処理を行なう方
法、ＳｉＯを斜め方向から蒸着する方法、磁場配向法、
直流電界を印加しながら徐冷する方法等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

強誘電性液晶の電界による応答特性、特に記憶効果は、
液晶分子と基板表面の化学的、あるいは物理化学的相互
作用に大きく影響されると考えられる。カイラルスメク
ティックＣ相（以下、ＳｍＣ８相と略記する）のスイッ
チング原理によれば、良好な記憶効果を得るためには液
晶分子は基板表面に平行かつ一方向に揃っている事が望
ましい。

しかしながら従来の高分子膜表面にラビング処理を施す
等の配向制御方法を用いると、ＳｍＣ’相における分子
配向はツイスト状態すなわち液晶分子ダイレクタが片側
の基板表面から対向基板表面において円錐の側面上を回
転しており、自発分極が上下両界面で内側或は外側を向
いた状態を呈しやすく、従って良好な記憶効果を得るの
は困難であった。

また、上記配向方法で作成した液晶電気光学素子は’Ｆ
ｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ　　１９８４゜Ｖｏｌ、５
９．ｐｐ６９−１１６”に示されている様にいわゆるジ
グザグ欠陥が発生しやすい。素子中にこの欠陥が発生す
ると、光漏れによる大幅なコントラスト比の低下が起こ
る。

本発明は、基板表面の改質と電界処理による配向制御に
よって上記問題点を解決するもので、その目的とすると
ころは、双安定なユニフォーム配向によって良好な記憶
効果を持ち、配向欠陥によるコントラスト低下の少ない
優れた液晶電気光学素子を提供する事である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の液晶電気光学素子は、上記課題を解決するため
に、 （１）透明電極を有する一対の基板間に強誘電性液晶を
挟持して成る液晶電気光学素子において、少なくとも一
方の基板に配向処理が施され、該強誘電性液晶は封入後
、電界を印加されて配向状態が規制されている事を特徴
とする。

（２）前記配向処理は、基板上に塗布されたカップリン
グ剤にラビング法によってなされている事を特徴とする
。

（３）上記カップリング剤が、アミノ基、メチルアミノ
基、エポキシ基、メルカプト基の少なくとも一つを官能
基として有するカップリング剤、叉はそれらの混合物で
ある事を特徴とする。

（４）上記強誘電性液晶が、一般式 で表わされる各群１）　、２）及び３）の化合物を各々
少なくとも一成分含有する組成物である事を特徴とする
。

〔実施例　１〕 第１図は本発明実施例に於ける電気光学素子の主要断面
図である。ＩＴＯ透明電極及び５ｉｎ２絶縁層を設けた
ガラス基板上にシランカップリング剤の膜を形成し、そ
の表面にラビング処理を施した。ここで用いたシランカ
ップリング剤としては、アミノ基を有する化合物である
ところの、γ−アミノプロビルトリエトキシシラン （Ｃ２Ｈ５０）　　３　　Ｓ　Ｉ　Ｃ３）１６　　ＮＨ
２である。上記化合物の０．　２重量％エタノール溶液
を基板上にスピンコードし、８０℃で約６０分焼成した
。このようにして得られた基板を、上下でラビング方向
が１８０°となるように組み立てた。セル厚は約２μｍ
とした。第１図においては上下両基板上に絶縁層を設け
であるが、これはどちらか一方のみでも良い。また、ラ
ビング処理についても片側基板のみ施してもよい。

第１表は本発明実施例に用いた液晶化合物の具体例であ
る。化合物１）の例を１〜５に、化合物２）の例を６に
、化合物３）の例を７に示す。

次にこれら１）〜３）の化合物を混合した液晶組成物の
例を第２表に示す。

第２表 上記基板間に第２表の強誘電性液晶組成物を加熱封入し
、室温まで徐冷した。この液晶の相系列は以下の通りで
ある。

１（８３）Ｎ”　　（８０）ＳｉＡ（４８）Ｓａｃ”　
　（＜０）Ｋ（）内転移温度／℃ 次に、この素子の電機器に±２５ｖ、１５Ｈｚの交番波
形を約１０秒間印加したところ、液晶の配向状態は、層
方向にほぼ垂直な方向に緻密な筋状組織を伴ったユニフ
ォーム状態を呈した。この電界処理により、封入冷却時
に形成されたジグザグ欠陥は除去された。以上の方法で
得られた液晶電気光学素子を偏光軸の互いに直交する偏
光板間に挟持し、第２図（ａ）に示す駆動波形を印加し
て、その際の同図（ｂ）に示される光学応答を評価した
。記憶効果の良否は電界印加時の透過光量（第２図（ｂ
）の１＋）と電界除去後の透過光量（第２図（ｂ）の１
２）の比１２　／　Ｉ　＋が大きい程良好であると考え
られる。本実施例では２５℃に於て１２　／ＩＩ　”０
．９８、コントラスト比１：４６と良好であった。

〔実施例　２〕 第１図と同様な構成の素子を用いて、ＩＴＯ透明電極及
び５ｉｎ２絶縁層を設けたガラス基板上にシランカップ
リング剤の膜を形成し、その表面にラビング処理を施し
た。ここで用いたシランカップリング剤としては、メチ
ルアミノ基を有する化合物であるところの、Ｎ−メチル
−３アミノプロピルトリメトキシシラン （ＣＨ３０）３　Ｓ　ｉ　Ｃｓ　Ｈｂ　ＮＨＣＨｉであ
る。上記化合物の０．２重量％エタノール溶液を基板上
にスピンコードし、１００℃で約６０分焼成した。この
ようにして得られた基板を、上下でラビング方向が１８
０”となるように組み立てた。セル厚は約１．８μｍと
した。

上記基板間に第２表の強誘電性液晶組成物を加熱封入し
、室温まで徐冷した。次に、この素子の電極間に±２５
ｖ、１５Ｈｚの交番波形を約１５秒間印加したところ、
液晶の配向状態は、層方向にほぼ垂直な方向に緻密な筋
状組織を伴ったユニフォーム状態を呈した。この電界処
理により、封入冷却時に形成されたジグザグ欠陥は除去
された。

以上の方法で得られた液晶電気光学素子を偏光軸の互い
に直交する偏光板間に挟持し、第２図（ａ）に示す駆動
波形を印加して、その際の同図（ｂ）に示される光学応
答を評価した。本実施例では２５℃に於て１２　／ｌｌ
−０，９８、コントラス！・比１：５２と良好であった
。

〔発明の効果〕

本発明は上記の構成によって、基板表面の改質と電界処
理による配向制御を用い、上記従来技術の欠点を解決し
、双安定なユニフォーム配向によって良好な記憶効果を
持ち、配向欠陥によるコントラスト低下の少ない優れた
液晶電気光学素子を提供する事ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の液晶電気光学素子の断面図であ
る。 第２図は本発明の液晶電気光学素子を評価する際に用い
た駆動波形と、対応する光学応答の一例を示す図である
。 １．２拳 ３１　・ ４．５　・ ６　・　・　・ ７．８ａ ・・上下ガラス基板 ＃Φスペーサ ・・透明電極 ・・液晶層 ・・絶縁層 ９． １１． ２１　・ ２２　◆ １０＠ １２　・ ・配向膜 ・偏光板 ・駆動波形 ・光学応答 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴　木　喜三部（他１名）第１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極を有する一対の基板間に強誘電性液晶を
   挟持して成る液晶電気光学素子において、少なくとも一
   方の基板に配向処理が施され、該強誘電性液晶は封入後
   、電界を印加されて配向状態が規制されている事を特徴
   とする液晶電気光学素子。
2. （２）前記配向処理は、基板上に塗布されたカップリン
   グ剤にラビング法によってなされている事を特徴とする
   請求項１記載の液晶電気光学素子。
3. （３）上記カップリング剤が、アミノ基、メチルアミノ
   基、エポキシ基、メルカプト基の少なくとも一つを官能
   基として有するカップリング剤、又はそれらの混合物で
   ある事を特徴とする請求項２記載の液晶電気光学素子。
4. （４）上記強誘電性液晶が、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼１） ▲数式、化学式、表等があります▼２） ▲数式、化学式、表等があります▼３） で表わされる各群１）、２）及び３）の化合物を各々少
   なくとも一成分含有する組成物である事を特徴とする請
   求項１記載の液晶電気光学素子。 但し、Ｒ＿１、Ｒ＿３、Ｒ＿５及びＲ＿６は炭素数２〜
   ２０のアルキル基。 Ｒ＿２は炭素数２〜２０のアルコキシ基。 Ｒ＿４＾＊は▲数式、化学式、表等があります▼ または▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされ、ｍは０〜８、ｎは１〜１５の整数。 Ｘ、Ｙは各々ＣＨ＿３若しくはＣｌであるとする。