JPH04110392A - 強誘電性液晶素子 - 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、配向制御膜を有する強誘電性液晶素子におけ
る配向制御膜の改良に関する。

〔従来の技術〕

強誘電性液晶の配向制御法としては、電場や磁場を印加
する方法、ＳｉＯ等の斜め蒸着や塗布したポリマーをラ
ビングする表面処理法などが提案されている。しかし、
工業的にみた場合、大面積で均一な表示装置を大量生産
する方法としては、表面処理法が最も適している。

配向膜のためのポリマーとじて、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリビニルアルコールなど多くの有機ポリマーが検
討されてきたが、長期信頼性、耐熱性、耐湿性において
従来ツイストネマティック液晶素子の配向膜として使用
実績のあるポリイミドが最も有望視されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来ツイストネマティック液晶素子で用いてき
たポリイミド膜を用いたのでは、強誘電性液晶の配向は
充分でなく、また強誘電性液晶素子の特徴である双安定
性が充分には実現できなかった。

本発明の目的は、良好な配向性と双安定性を実現し得る
配向制御膜を備えた、強誘電性液晶素子を提供すること
である。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は強誘電性液
晶素子に関する発明であって、基板、電極、配向制御膜
、及び強誘電性液晶層を包含する液晶素子において、該
配向制御膜が下記式Ｎ） Ｐ３ （Ｉ） で表される構造単位をもつフッ素化ポリイミド系高分子
物質を包含するものであることを特徴とする。

また、本発明の第２の発明は、第１の発明の強誘電性液
晶素子において、該配向制御膜がラビングされており、
かつ２枚の基板は、その表面に形成された配向制御膜の
ラビング方向が平行になるように保持されていることを
特徴とする。

そして、本発明の第３の発明は、第１の発明の強誘電性
液晶素子において、該配向制御膜がラビングされており
、２枚の基板は、その表面に形成された配向制御膜のラ
ビング方向が逆平行になるように保持されており、かつ
液晶を注入後、交番電界が印加されていることを特徴と
する。

以下、本発明について更に詳細に説明する。

本発明の配向制御膜に用いるフッ素化ポリイミドは、下
記式（ｎ）に示す酸無水物と式（ＩＩＩ）に示すジアミ
ンとの縮合により合成されるフッ素化ポリアミック酸を
、例えば、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセト了ミド（ＤＭＡｃ）
、Ｎ−メチル２−ピロリドン（ＮＭＰ）　、ブトキシェ
タノールなどの溶剤に溶解し、この溶液をガラス基板上
に回転塗布法などの方法で塗布した後、２００〜３５０
℃に加熱処理し、脱水閉環させること等により得られる
。該フッ素化ポリアミック酸を得る縮合反応は無水の条
件下、ＤＭＡｃ、ＮＭＰ、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシドなどの溶媒に該酸無水物とジアミンを
等モルずつ溶解し、５０℃又はそれ以下の温度で窒素雰
囲気下かくはんすることにより行われる。

酸無水物（ＩＩ） ジアミン（ＩＩＩ） このようにしてＩＴＯなどの透間電極を備えたガラス基
板上に該フッ素化ポリイミド膜を所望の厚さに形成した
後、この被膜面をナイロンなどで一方向にラビングする
。これにより得られる液晶配向膜面はプレチルト角を有
するが、その大きさはイミド化反応の温度、ラビングの
強さなどによる。

本発明において、第３の発明におけるように、２枚の基
板を、その配向制御膜のラビング方向が逆平行になるよ
うに保持すると、従来のものと同様に一部ジグザグ欠陥
が見られた。そこで、液晶を注入後、交番電界を印加す
ると、この欠陥は消失した。このことは従来の素子では
達成することができなかった。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されない。

実施例１ 三角フラスコに、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシ
フェニル）へキザフルオロプロパンニ無水物８．８８　
ｇ　　（２０，０ｍ　ｍｏｌ）、２．２−ビス〔４（４
−アミノフェニルオキシ）フェニル〕へキサフルオロプ
ロパン１０．２９　ｇ　（２０，０ｍ　ｍｏｌ）、及び
ＤＭＡｃｌＯＯｇを加えた。この混合物を窒素雰囲気下
、室温で３日間かくはんし、対応するフッ素化ポリアミ
ック酸のＤＭＡｃ溶液を得た。この溶液をＩＴ○透明電
極を備えたガラス基板上に６０００回転３０秒の条件で
スピンコードし、７０℃３０分及び３００℃１時間の加
熱処理により均一なポリイミド膜を得た。得られた基板
の塗膜面を■Ｅ、Ｈ，Ｃ，製ラビング装置で３回ラビン
グしラビング方向が平行でかつ対向するように２枚を合
せ、直径２μｍのガラス棒をスペーサとし、エポキシ接
着剤を用いて試験用液晶セルを組立てた。このセルの厚
みは、分光光度計を用いて測定したところ、１．８〜２
．０μｍであった。

このセルにメルク社製強誘電性液晶ＺＬＩ４２３７−１
００を減圧下、加熱注入した。このセルを９５℃から毎
時１℃の速度で徐冷して、強誘電性液晶素子を得た。

この素子の配向性は良好であり、第１図に示すパルス電
界（パルス長１　ｍｓ、±２０Ｖ、１０）１ｚ）の印加
により第２図に示す光学応答を示した′。このときのメ
モリー性は９０％であった。

なお、第１図は液晶素子に対する印加電圧波形を示す図
であり、縦軸は印加電圧を示す。また、第２図は本発明
の液晶素子の一例の光学応答波形を示す図であり、併せ
て本発明におけるメモリー性の定義におけるＴｍ±、Ｔ
士の関係を示し、縦軸は光透過率を示す。なおまた、メ
モリー性Ｍは、第２図に示すように、Ｍ＝（Ｔｍ＋　−
Ｔｍ−）／　（Ｔ＋　−Ｔ−）で表す。ここで、Ｔ→は
パルス電界印加時の明状態での透過率、Ｔ−はパルス電
界印加時の暗状態での透過率、Ｔｍ士は同様にメモリー
時の明暗各状態での透過率を表す。

実施例２ 実施例１と同様にしてセルを作製した。ただし、２枚の
ガラス基板はラビング方向が逆平行となるように張り合
せた。同様にメルク社製強誘電性液晶Ｚ　Ｌ　Ｉ　４２
３７−１００を減圧下、加熱注入した。この素子の配向
性は良好であったが、部ジグザグ欠陥が見られた。この
素子に±１０■の交番電界を２０秒間印加した。欠陥は
消失し、配向性は良好であった。また、メモリー性は９
８％であった。

実施例３ 実施例１で合成したフッ素化ポリイミドを用いて実施例
１と同様な試験用セルを作製し、フェニルピリミジン化
合物を主体とする強誘電性液晶組成物を注入した。その
液晶相転移温度は次のとおりであった。

結晶−１３−３，、”−５６−３Ａ−６４−Ｎ”−７２
−等方性液体（℃）このセルを７５℃から毎時１℃の速
度で徐冷して強誘電性液晶素子を得た。この素子の配向
性は良好であり、実施例１と同様にメモリー性を測定し
たところ、９６％であった。

比較例１ ２．２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパ
ンニ無水物と３，３−ジメチル−４，４′ジアミノビフ
エニルを用いて実施例１と同様の試験用セルを作製し、
実施例２で用いた強誘電性液晶組成物を注入した。この
素子にはジグザグ欠陥が見られ、メモリー性は６０％で
あった。

この素子に実施例２と同様に交番電界を印加したが、配
向性、メモリー性とも改善されなかった。

〔発胡の効果〕

本発明により、高いメモリー性を有する強誘電性液晶素
子が得られる。高いメモリー性は、フッ素置換基の導入
によって配向膜表面の表面張力が低下するなど、液晶と
配向膜の相互作用が変化することによって得られている
と推定される。膜の表面張力は膜形成後のラビング処理
の強弱によって制御が可能であるた狛、このポリイミド
を用いてさまざまな液晶組成物の素子化が可能である。

本発明の強誘電性液晶素子を用いることにより、表示品
位の良好な強誘電性液晶デイスプレーが得られる。また
、Ｇａ八へなどの光半導体と組合せて、信頼性の高い空
間光変調器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶素子に対する印加電圧波形を示す図。第２
図は、本発明の液晶素子の一例の光学応答波形を示す図
であり、併せて本発明におけるメモリー性の定義におけ
るＴｍ±、Ｔ士の関係を示す図である。 特許出願人　　日本電信電話株式会社 代　　理　　人　　　　　中　　本　　　　　　宏量　
　　　　　　　井　　上　　　　　　昭同　　　　　　
　　吉　　嶺　　　　　　桂３足−束 □鑵袖根祉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板、電極、配向制御膜、及び強誘電性液晶層を包
   含する液晶素子において、該配向制御膜が下記式（ I
   ）： ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） で表される構造単位をもつフッ素化ポリイミド系高分子
   物質を包含するものであることを特徴とする強誘電性液
   晶素子。 ２、請求項１記載の強誘電性液晶素子において、該配向
   制御膜がラビングされており、かつ２枚の基板は、その
   表面に形成された配向制御膜のラビング方向が平行にな
   るように保持されていることを特徴とする強誘電性液晶
   素子。 ３、請求項１記載の強誘電性液晶素子において、該配向
   制御膜がラビングされており、２枚の基板は、その表面
   に形成された配向制御膜のラビング方向が逆平行になる
   ように保持されており、かつ液晶を注入後、交番電界が
   印加されていることを特徴とする強誘電性液晶素子。