JPH04232921A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子や液晶−
光シャッター等で用いる液晶素子、特に強誘電性液晶素
子に関し、更に詳しくは液晶分子の配向状態を改善する
ことにより、表示特性を改善した液晶素子に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用
して偏光素子との組み合わせにより透過光線を制御する
型の表示素子がクラーク（Ｃｌａｒｋ）　及びラガーウ
ォル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）　により提案されている（
特開昭５６−１０７２１６　号公報、米国特許第４３６
７９２４　号明細書等）。

【０００３】この強誘電性液晶は、一般に特定の温度域
において、非らせん構造のカイラルスメクチックＣ相（
ＳｍＣ＊）　又はＨ相（ＳｍＨ＊）　を有し、この状態
において、加えられる電界に応答して第１の光学的安定
状態と第２の光学的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、すなわ
ち双安定性を有し、また電界の変化に対する応答も速や
かであり、高速ならびに記憶型の表示素子としての広い
利用が期待され、特にその機能から大画面で高精細なデ
ィスプレーとしての応用が期待されている。

【０００４】この双安定性を有する液晶を用いた光学変
調素子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、上記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。

【０００５】また、液晶の複屈折を利用した液晶素子の
場合、直交ニコル下での透過率は、 で表わされる。前述の非らせん構造におけるチルト角θ
は第１と第２の配向状態でのねじれ配列した液晶分子の
平均分子軸方向の角度として現われることになる。上式
によれば、かかるチルト角θが２２．５°の角度の時最
大の透過率となり、双安定性を実現する非らせん構造で
のチルト角θが２２．５°にできる限り近いことが必要
である。

【０００６】ところで、強誘電性液晶の配向方法として
は、大きな面積に亙って、スメクチック液晶を形成する
複数の分子で組織された液晶分子層を、その法線に沿っ
て一軸に配向させることができ、しかも製造プロセス工
程も簡便なラビング処理により実現できるものが望まし
い。

【０００７】強誘電性液晶、特に非らせん構造のカイラ
ルスメクチック液晶のための配向方法としては、例えば
、米国特許第４，５６１，７２６　号明細書等が知られ
ている。

【０００８】しかしながら、これまで用いられてきた配
向方法、特にラビング処理されたポリイミド膜による配
向方法を、前述のクラークとラガウォールによって発表
された双安定性を示す非らせん構造の強誘電性液晶に対
して適用した場合には、下記の如き問題点を有していた
。

【０００９】すなわち、本発明者らの実験によれば、従
来のラビング処理したポリイミド膜によって配向させて
得られた非らせん構造の強誘電性液晶でのチルト角θ（
後述の第３図に示す角度）がらせん構造をもつ強誘電性
液晶でのチルト角Ｈ（後述の図２に示す角度）と較べて
小さくなっていることが判明した。特に、従来のラビン
グ処理したポリイミド膜によって配向させて得た非らせ
ん構造の強誘電性液晶でのチルト角θは、一般に３°〜
８°程度で、その時の透過率はせいぜい３〜５％程度で
あった。

【００１０】この様に、クラークとラガウォールによれ
ば双安定性を実現する非らせん構造の強誘電性液晶での
チルト角がらせん構造をもつ強誘電性液晶でのチルト角
と同一の角度をもつはずであるが、実際には非らせん構
造でのチルト角θの方がらせん構造でのチルト角Ｈより
小さくなっている。しかも、この非らせん構造でのチル
ト角θがらせん構造でのチルト角Ｈより小さくなる原因
が非らせん構造での液晶分子のねじれ配列に起因してい
ることが判明した。つまり、非らせん構造をもつ強誘電
性液晶では、液晶分子が基板の法線に対して上基板に隣
接する液晶分子の軸より下基板に隣接する液晶分子の軸
（ねじれ配列の方向）へ連続的にねじれ角δでねじれて
配列しており、このことが非らせん構造でのチルト角θ
がらせん構造でのチルト角Ｈより小さくなる原因となっ
ている。

【００１１】また、このチルト角θの低下現象に対する
１つの改善策として、液晶分子のプレチルト角（液晶分
子と基板界面とのなす角）を大きくすることが考えられ
ているが、通常のポリイミド（ＰＩ）配向膜で大きなプ
レチルト角を与えるものは少ない。

【００１２】また、従来のラビング処理したポリイミド
配向膜によって生じたカイラルスメクチック液晶の配向
状態は、電極と液晶層の間に絶縁体層としてのポリイミ
ド配向膜の存在によって、第１の光学的安定状態（例え
ば、白の表示状態）から第２の光学的安定状態（例えば
、黒の表示状態）にスイッチングするための一方極性電
圧を印加した場合、この一方極性電圧の印加解除後、強
誘電性液晶層には他方極性の逆電界Ｖｒｅｖが生じ、こ
の逆電界Ｖｒｅｖがディスプレイの際の残像を引き起し
ていた。上述の逆電界発生現象は、例えば吉田明雄著、
昭和６２年１０月「液晶討論会予稿集」１４２　〜１４
３　頁の「ＳＳＦＬＣ　のスイッチング特性」で明らか
にされている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前述の従来技術の問題点を解決した強誘電性液晶素
子を提供するものであり、特にカイラルスメクチック液
晶の非らせん構造で液晶分子のプレチルト角を大きく与
えることにより大きなチルト角θを生じ、高コントラス
トな画像がディスプレイされ、且つ残像を生じないディ
スプレイを達成できる強誘電性液晶素子を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、透明電
極の形成された一対の平行基板間にカイラルスメクチッ
ク液晶を挟持し、少なくとも一方の基板に２種以上のポ
リイミドを複合化した配向膜を有する液晶素子において
、前記配向膜が複合化することにより、各々のポリイミ
ド単体で液晶に与えるプレチルト角より大きなプレチル
ト角を与えることができるものよりなることを特徴とす
る液晶素子である。

【００１５】以下、本発明を詳細に説明する。図１は本
発明の強誘電性液晶素子の一例を示す模式図である。同
図１において、１１ａ　と１１ｂ　は各々Ｉｎ２Ｏ３　
や　ＩＴＯ（インジウム　　チン　　オキサイド；Ｉｎ
ｄｉｕｍ　　　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極１２
ａ　と１２ｂ　で被覆された基板（ガラス基板）であり
、その上に２００　Å〜１５００Å厚の絶縁膜１３ａ　
と１３ｂ　（例えば、ＳｉＯ２膜、ＴｉＯ２膜、Ｔａ２
Ｏ５　膜など）と２種以上の複合化したポリイミドで形
成した５０Å〜１０００Å厚の配向膜１４ａ　と１４ｂ
　とが各々積層されている。

【００１６】この際、平行かつ同一向き（図１でいえば
Ａ方向）になるようラビング処理（矢印方向）した配向
膜１４ａ　と１４ｂ　が配置されている。基板１１ａ　
と１１ｂ　との間には、強誘電性カイラルスメクチック
液晶１５が配置され、基板１１ａ　と１１ｂ　との間隔
の距離は、強誘電性カイラルスメクチック液晶１５のら
せん配列構造の形成を抑制するのに十分に小さい距離（
例えば、０．１　μｍ〜３μｍ）に設定され、強誘電性
カイラルスメクチック液晶１５は双安定性配向状態を生
じている。上述の十分に小さい強誘電性カイラルスメク
チック液晶１５が配置されている液晶間距離は、配向膜
１４ａ　と１４ｂ　との間に配置されたビーズスペーサ
ー１６（例えば、シリカビーズ、アルミナビーズ等）に
よって保持される。また、１７ａ，　１７ｂは偏光板を
示す。

【００１７】本発明で用いるポリイミドは、通常のジア
ミンとテトラカルボン酸無水物とを重縮合反応させるこ
とによって合成されるポリアミド酸を加熱閉環すること
によって得られる。

【００１８】一列を挙げると、テトラカルボン酸無水物
としては、ピロメリット酸二無水物，ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物，ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物，ナフタレンテトラカルボン酸二無水物などの
芳香族テトラカルボン酸二無水物や、シクロブタンテト
ラカルボン酸二無水物，シクロペンタンテトラカルボン
酸二無水物などの脂環式テトラカルボン酸二無水物など
が使用できる。

【００１９】また、ジアミンとしては、下記の化１の一
般式（Ｉ）で示される、

【００２０】

【化１】 ２，２−ビス［４−（アミノフェノキシ）フェニル］ヘ
キサフルオロプロパン化合物をはじめ、ｍ−フェニレン
ジアミン，ｐ−フェニレンジアミン，ベンジジン，４，
４″−ジアミノターフェニル，４，４′″−ジアミノク
ォーターフェニル，４，４′−ジアミノジフェニルエー
テル，４，４′−ジアミノジフェニルメタン，ジアミノ
ジフェニルスルホン，２，２−ビス（ｐ−アミノフェニ
ル）プロパン，２，２−ビス（ｐ−アミノフェニル）ヘ
キサフロロプロパン，１，５−ジアミノナフタレン，２
，６−ジアミノナフタレン，３，３′−ジメチルベンジ
ジン，３，３′−ジメトキシベンジジン，３，３′−ジ
メチル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル，３，
３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジフェニルメタン
，１，４−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ベンゼン，４
，４′−ビス（ｐ−アミノフェノキシ）ビフェニル，２
，２−ビス［４−（ｐ−アミノフェノキシ）フェニル］
プロパンなどが使用できる。

【００２１】通常の単一のポリイミドを配向膜として用
いた場合、下述の様な最大チルト角に近いチルト角を生
じる平均分子軸に液晶を配列させることは難しい。また
、これを改善するために、単一のポリイミドを複合化さ
せた場合、通常の組み合わせでは、各ポリイミド単体か
ら生じるプレチルト角よりも小さなプレチルト角しか得
られないことが多い。しかるに、特定の複合化、すなわ
ち２種以上のポリイミドの組み合わせ及び配合比率等を
設定すると、単一のポリイミドから生じるプレチルト角
よりも大きなプレチルト角を得ることができる。

【００２２】本発明では、この様に、配向膜に特定の２
種以上のポリイミドを組み合わせて、単一のポリイミド
では得られない大きなプレチルト角を得ることができる
、複合化させた配向膜を使用することに特徴を有する。 すなわち、本発明において、２種以上のポリイミドを複
合化した配向膜を形成する場合、単一のポリイミドＡ，
Ｂ，・・・・の配向膜で得られるプレチルト角をそれぞ
れαＡ　，αＢ　，・・・・とし、αＡ　≧αＢ　≧・
・・・とした場合、例えばポリイミド単体ＡとＢより複
合化した配向膜で得られるプレチルト角をαＡ＋Ｂ　と
すると、αＡ＋Ｂ　≧αＡ　≧αＢ　の関係が成立する
配向膜が用いられる。

【００２３】本発明における、２種以上のポリイミドの
複合化の方法としては、任意の比率における２種以上の
ポリイミドのブレンド（混合），共重合、あるいは積層
構成等の方法が使用できる。

【００２４】本発明で用いるポリイミド膜を基板上に設
ける際には、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を
ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルフォキシド、Ｎ−メチルピロリドンなどの溶剤
に溶解して０．０１〜４０重量％溶液として、該溶液を
スピンナー塗布法、スプレイ塗布法、ロール塗布法など
により基板上に塗布した後、　１００〜３５０　℃、好
ましくは　２００〜３００　℃の温度で加熱して脱水閉
環させてポリイミド膜を形成することができる。このポ
リイミド膜は、しかる後に布などでラビング処理される
。又、本発明で用いるポリイミド膜は３０Å〜１μ程度
、好ましくは　２００Å〜２０００Åの膜厚に設定され
る。この際には、図１に示す絶縁膜１３ａ　と１３ｂ　
の使用を省略することができる。又、本発明では、絶縁
膜１３ａ　と１３ｂ　の上にポリイミド膜を設ける際に
は、このポリイミド膜の膜厚は５００Å以下、好ましく
は３００　Å以下に設定することができる。

【００２５】本発明において用いられる液晶物質として
は、降温過程で、等方相，コレステリック相，スメクチ
ックＡ相を通してカイラルスメクチックＣ相を生じる液
晶が好ましい。特に、コレステリック相の時のピッチが
０．８　μｍ以上のものが好ましい（但し、コレステリ
ック相でのピッチは、コレステリック相の温度範囲にお
ける中央点で測定したもの）。その具体的な液晶物質と
しては、例えば下記の化２で示される液晶物質「ＬＣ−
１」　、「８０Ｂ」及び「８０ＳＩ＊」を下記の比率で
含有させた液晶組成物が好ましく用いられる。

【００２６】

【化２】　　 　　液　　晶　　 （１）　　（ＬＣ−１）９０／（８０Ｂ）１０　（２）
　　（ＬＣ−１）８０／（８０Ｂ）２０　（３）　　（
ＬＣ−１）７０／（８０Ｂ）３０　（４）　　（ＬＣ−
１）６０／（８０Ｂ）４０　（５）　　　８０ＳＩ＊　
　 上記の配合比率は、それぞれ重量比を表わしている。

【００２７】図２は、強誘電性液晶の動作説明のために
、セルの例を模式的に描いたものである。２１ａ　と２
１ｂ　は、Ｉｎ２Ｏ３　、ＳｎＯ２あるいはＩＴＯ　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がガラス基板面に垂直
になるよう配向したＳｍＣ＊（カイラルスメクチックＣ
）相又はＳｍＨ＊（カイラルスメクチックＨ）相の液晶
が封入されている。太線で示した線２３は液晶分子を表
わしており、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⊥）２４を有している。この
時の三角錐の頂角をなす角度がかかるらせん構造のカイ
ラルスメクチック相でのチルト角Ｈを表わしている。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（Ｐ⊥）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、その長軸方
向と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例えばガラ
ス基板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。

【００２８】本発明の液晶素子で用いる双安定性配向状
態の表面安定型強誘電性液晶セルは、その厚さを充分に
薄く（例えば、０．１　〜３μｍ）することができる。 このように液晶層が薄くなるにしたがい、図３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、非らせん構造となり、その双極子モーメ
ントＰａまたはＰｂは上向き（３４ａ）　又は下向き（
３４ｂ）　のどちらかの状態をとる。

【００２９】このようなセルに、図３に示す如く一定の
閾値以上の極性の異なる電界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３４ｂ　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　あるいは第
２の安定状態３３ｂ　の何れか一方に配向する。この時
の第１と第２の安定状態のなす角度の１／２がチルト角
θに相当する。

【００３０】この強誘電性液晶セルによって得られる効
果は、その第１に応答速度が極めて速いことであり、第
２に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、例えば図３によって更に説明すると、電界Ｅ
ａを印加すると液晶分子は第１の安定状態３３ａ　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まっている。また、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。

【００３１】次に、図４は本発明の液晶素子における配
向膜を用いた配向方法により配向した液晶分子の配向状
態を模式的に示す断面図、図５はそのＣ−ダイレクタを
示す図である。

【００３２】図４に示す５１ａ　及び５１ｂ　は、それ
ぞれ上基板及び下基板を表わしている。５０は液晶分子
５２で組織された液晶分子層で、液晶分子５２が円錐５
３の底面５４（円形）に沿った位置を変化させて配列し
ている。

【００３３】図５は、Ｃ−ダイレクタを示す図である。 同図５のＵ１は一方の安定配向状態でのＣ−ダイレクタ
８１で、Ｕ２は他方の安定配向状態でのＣ−ダイレクタ
８１である。Ｃ−ダイレクタ８１は、図４に示す液晶分
子層５０の法線に対して垂直な仮想面への分子長軸の写
影である。

【００３４】一方、従来のラビング処理したポリイミド
膜によって生じた配向状態は、図６のＣ−ダイレクタ図
によって示される。図６に示す配向状態は、上基板５１
ａ　から下基板５１ｂ　に向けて分子軸のねじれが大き
いため、チルト角θは小さくなっている。

【００３５】次に、図７（ａ）　は、Ｃ−ダイレクタ８
１が図５の状態（ユニフォーム配向状態という）でのチ
ルト角θを示す説明図、および図７（ｂ）　はＣ−ダイ
レクタ８１が図６の状態（スプレイ配向状態という）で
のチルト角θを示す説明図である。図中、６０はポリイ
ミド膜に施したラビング処理軸を示し、６１ａ　は配向
状態Ｕ１での平均分子軸、６１ｂ　は配向状態Ｕ２での
平均分子軸、６２ａ　は配向状態Ｓ１での平均分子軸、
６２ｂ　は配向状態Ｓ２での平均分子軸を示す。平均分
子軸６１ａ　と６１ｂ　とは、互いに閾値電圧を超えた
逆極性電圧の印加によって変換することができる。 同様のことは平均分子軸６２ａ　と６２ｂ　との間でも
生じる。

【００３６】次に、逆電界Ｖｒｅｖによる光学応答の遅
れ（残像）に対するユニフォーム配向状態の有用性につ
いて説明する。

【００３７】液晶セルの絶縁層（配向膜）の容量Ｃｉ　
、液晶層の容量をＣＬＣ及び液晶の自発分極をＰｓとす
ると、残像の原因となるＶｒｅｖは、下式で表わされる
。

【００３８】 　　図８は、液晶セル内の電荷の分布、自発分極Ｐｓの
方向及び逆電界Ｖｒｅｖの方向を模式的に示した断面図
である。 図８（ａ）　はパルス電界印加前のメモリー状態下にお
ける＋及び−電荷の分布状態を示し、この時の自発分極
Ｐｓの向きは＋電荷から−電荷の方向である。図８（ｂ
）　は、パルス電界解除直後の自発分極Ｐｓの向きが図
８（ａ）　の時の向きに対して逆向き（従って、液晶分
子は一方の安定配向状態から他方の安定配向状態に反転
を生じている）であるが、＋及び−電荷の分布状態は、
図８（ａ）　の時と同様であるため、液晶内に逆電界Ｖ
ｒｅｖが矢印Ｂ方向に生じている。この逆電界Ｖｒｅｖ
はしばらくした後、図８（ｃ）　に示すように消滅し、
＋及び−電荷の分布状態が変化する。

【００３９】図９は従来のポリイミド配向膜によって生
じたスプレイ配向状態の光学応答の変化をチルト角θの
変化に換えて示した説明図である。図９に示す様に、パ
ルス電界印加時においては、矢印Ｘ１の方向に沿ってス
プレイ配向状態下の平均分子軸Ｓ（Ａ）から最大チルト
角Ｈ付近のユニフォーム配向状態下の平均分子軸Ｕ２ま
でオーバーシュートし、パルス電界解除直後においては
、図８（ｂ）　に示す逆電界Ｖｒｅｖの作用が働いて、
矢印Ｘ２の方向に沿ってスプレイ配向状態下の平均分子
軸Ｓ（Ｂ）までチルト角θが減少し、そして図８（ｃ）
　に示す逆電界Ｖｒｅｖの減衰の作用により、矢印Ｘ３
の方向に沿ってスプレイ配向状態下の平均分子軸Ｓ（Ｃ
）までチルト角θが若干増大した安定配向状態が得られ
る。図１０はこの時の光学応答の状態を示すグラフであ
る。

【００４０】本発明によれば、前述した様に、２種以上
のポリイミドを複合化し、各々のポリイミド単体で得ら
れるプレチルト角より大きなプレチルト角を得る組み合
せの配向膜を用いていることから、その配向状態におい
ては、図９に示したスプレイ状態下の平均分子軸Ｓ（Ａ
），　Ｓ（Ｂ）及びＳ（Ｃ）を生じることが無く、従っ
て最大チルト角Ｈに近いチルト角θを生じる平均分子軸
に配列させることができる。図１１は、この時の本発明
の光学応答の状態を示すグラフである。図１１によれば
、残像に原因する光学応答の遅れを生じないことと、メ
モリー状態下での高いコントラストを引き起こしている
ことが認められる。

【００４１】本発明の液晶素子は、下述の実施例で明ら
かにする様に、ラビング処理した特定の複合化したポリ
イミド配向膜による配向方法を用いることによって、明
状態と暗状態での大きな光学的コントラストを示し、特
に米国特許第４，６５５，５６１　号明細書等に開示さ
れているマルチプレクシング駆動時の非選択画素に対し
て大きなコントラストを生じ、さらにディスプレイ時の
残像の原因となるスイッチング時（マルチプレクシング
駆動時）の光学応答の遅れを生じない配向状態が達成さ
れた。

【００４２】

【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。 実施例１ １０００Å厚の　ＩＴＯ膜が設けられている　１．１ｍ
ｍ厚のガラス板を２枚用意し、それぞれのガラス板上に
下記の化３の構造式（ＩＩ），（ＩＩＩ）で示す２種の
ポリアミド酸を１：１にブレンドした複合ポリアミド酸
のＮ−メチルピロリドン／ｎ−ブチルセロソルブ＝５／
１の　３．０重量％溶液をスピンコートにて成膜後、約
１時間，　２５０℃で加熱焼成処理を施した。この時の
膜厚は　２５０Åであった。 この塗布膜に、ナイロン殖毛布による一方向ラビング処
理を行なった。

【００４３】

【化３】 その後、平均粒径約１．５　μｍのアルミナビーズを一
方の基板上に散布した後、それぞれのラビング処理軸が
互いに平行で、かつ同一処理方向となる様に２枚のガラ
ス基板を重ね合せてセルを作製した。

【００４４】このセル内にチッソ（株）社製の強誘電性
スメクチック液晶である「ＣＳ−１０１４　」（商品名
）を等方相下で真空注入してから、等方相から０．５　
℃／ｈで３０℃まで徐冷することによって配向させるこ
とができた。この強誘電性液晶「ＣＳ−１０１４　」を
用いた本実施例のセルでの相変化は、下記のとおりであ
った。

【００４５】 　　　　　　　　　　　　８０．５℃　　　　　　６９
．１℃　　　　　　　　　　５０℃　　　　Ｉｓｏ．─
───→　　Ｃｈ────→　　ＳｍＡ────→　　
ＳｍＣ＊　　　　　　　（Ｉｓｏ．＝等方相　　　　　
　Ｃｈ＝コレステリック相　　　　　　ＳｍＡ　＝スメ
クチックＡ相 ＳｍＣ＊＝カイラルスメクチックＣ相）上述の液晶セル
を一対の９０°クロスニコル偏光子の間に挾み込んで、
５０μｓｅｃ　の３０Ｖパルスを印加してから、９０°
クロスニコルを消光位（最暗状態）にセットし、この時
の透過率をホトマルチプレターにより測定し、続いて５
０μｓｅｃ　の−３０Ｖパルスを印加し、この時の透過
率（明状態）を同様の方法で測定したところ、チルト角
θは１５°であり、最暗状態時の透過率は１％で、明状
態時の透過率は３２％であり、従ってコントラスト比は
３２：１であった。

【００４６】この配向膜の液晶に与えるプレチルト角は
、クリスタルローテーション法により測定し、１３．５
°であった。

【００４７】なお、構造式（ＩＩ）および（ＩＩＩ）で
示されるポリアミド酸をそれぞれ単体で用いて形成した
ポリイミド配向膜を用いて、上記と同様の方法によりプ
レチルト角を測定したところ、それぞれ９．８°および
７．４°であった。

【００４８】又、残像の原因となる光学応答の遅れは０
．１　秒以下であった。これらの諸特性は、各々単一の
ポリイミドを用いた配向膜より得られる値より優れたも
のになっていた。

【００４９】さらに、この液晶セルを図１２に示す駆動
波形を用いたマルチプレクシング駆動による表示を行っ
たところ、高コントラストな高品位表示が得られ、また
所定の文字入力による画像表示の後に全画面を白の状態
に消去したところ、残像の発生は判読できなかった。 尚、図１２のＳＮ，　ＳＮ＋１，ＳＮ＋２は走査線に印
加した電圧波形を表わしており、Ｉは代表的な情報線に
印加した電圧波形を表わしている。（Ｉ−ＳＮ）は、情
報線Ｉと走査線ＳＮとの交差部に印加された合成波形で
ある。又、本実施例では、Ｖ０＝５〜８Ｖ、ΔＴ　＝２
０〜７０μｓｅｃ　で行った。 実施例２ 下記の化４の構造式（ＩＶ），（Ｖ）で示される２種の
ポリアミド酸を４：１にブレンドして形成した複合配向
膜を用いた以外は、実施例１と同様にしてセルを作製し
た。

【００５０】

【化４】 それぞれに対して実施例１と同様の試験を行った。プレ
チルト角＝１３．２°、コントラスト比＝２５：１、及
び光学応答のおくれ時間＝　０．２秒の結果を得た。こ
の場合も、各々単一のポリイミドを用いた配向膜より得
られる値より優れたものになっていた。

【００５１】なお、構造式（ＩＶ）および（Ｖ）で示さ
れるポリアミド酸をそれぞれ単体で用いて形成したポリ
イミド配向膜を用いて、実施例１と同様の方法によりプ
レチルト角を測定したところ、それぞれ９．８°および
７．２°であった。

【００５２】又、実施例１と同様のマルチプレクシング
駆動による表示を行ったところ、コントラスト及び残像
については実施例１と同様の結果が得られた。 実施例３ 下記の化５の構造式（ＶＩ），（ＶＩＩ）で示される２
種のポリアミド酸を１：１にブレンドして形成した複合
配向膜を用いた以外は、実施例１と同様にしてセルを作
製した。

【００５３】

【化５】 それぞれに対して実施例１と同様の試験を行った。プレ
チルト角＝１３．５°、コントラスト比＝２９：１、及
び光学応答のおくれ時間＝０．２秒の結果を得た。この
場合も、各々単一のポリイミドを用いた配向膜より得ら
れる値より優れたものになっていた。

【００５４】なお、構造式（ＶＩ）および（ＶＩＩ）で
示されるポリアミド酸をそれぞれ単体で用いて形成した
ポリイミド配向膜を用いて、実施例１と同様の方法によ
りプレチルト角を測定したところ、それぞれ９．８°お
よび１．０°であった。

【００５５】又、実施例１と同様のマルチプレクシング
駆動による表示を行ったところ、コントラスト及び残像
については実施例１と同様の結果が得られた。 比較例１〜３ 表１に示したポリアミド酸（１−Ａ）〜（３−Ａ）と、
表２に示したポリアミド酸（１−Ｂ）〜（３−Ｂ）をそ
れぞれ表３に示す組み合わせで、２種の化合物をブレン
ドして形成した複合配向膜を用いた以外は、実施例１と
同様にしてセルを作製した。

【００５６】それぞれのセルに対して、実施例１と同様
の試験を行い、そのコントラスト比および光学応答のお
くれを表４に示す。また、複合配向膜およびポリアミド
酸をそれぞれ単体で用いて形成したポリイミド配向膜を
用いて、実施例１と同様の方法で測定したプレチルト角
を表３に示す。

【００５７】これらの諸特性は、各々単一のポリイミド
を用いた配向膜より得られる値より劣るものであり、か
つ前記実施例より特性の劣るものであった。又、実施例
１と同様のマルチプレクシング駆動による表示を行った
ところ、コントラストが本実施例のものと比較して小さ
く、しかも残像が生じた。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】

【表３】

【００６１】

【表４】

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶素子
によれば、明状態と暗状態でのコントラストが高く、特
にマルチプレクシング駆動時の表示コントラストが非常
に大きく高品位の表示が得られ、しかも目ざわりな残像
現象が生じない効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子の一例を示す模式図である。

【図２】らせん構造をもつカイラルスメクチック液晶の
配向状態を示した斜視図である。

【図３】非らせん構造の分子配列をもつカイラルスメク
チック液晶の配向状態を示す斜視図である。

【図４】本発明における配向膜による配向方法で配向し
たカイラルスメクチック液晶の配向状態を示す断面図で
ある。

【図５】図４のカイラルスメクチック液晶のユニフォー
ム配向状態におけるＣ−ダイレクタ図である。

【図６】スプレイ配向状態におけるＣ−ダイレクタ図で
ある。

【図７】図７（ａ）　はユニフォーム配向状態における
チルト角θを示す説明図、図７（ｂ）　はスプレイ配向
状態におけるチルト角θを示す説明図である。

【図８】強誘電性液晶内の電荷分布、自発分極Ｐｓの向
き及び逆電界Ｖｒｅｖの向きを示す断面図である。

【図９】電界印加時及び印加後のチルト角θの変化を示
す説明図である。

【図１０】従来例の液晶素子における光学応答特性を示
すグラフである。

【図１１】本発明の液晶素子における光学応答特性を示
すグラフである。

【図１２】本発明の実施例で用いた駆動電圧の波形図で
ある。

【符号の説明】

１１ａ，　１１ｂ　　ガラス基板 １２ａ，１２ｂ　　　透明電極 １３ａ，１３ｂ　　　絶縁膜 １４ａ，１４ｂ　　　配向膜 １５　　　　強誘電性カイラルスメクチック液晶１６　
　　　ビーズスペーサー １７ａ，１７ｂ　　　偏光板 ２１ａ，　２１ｂ　　基板 ２２　　　　液晶分子層 ２３　　　　液晶分子 ２４　　　　双極子モーメント ３１ａ，３１ｂ　　　電圧印加手段 ３２　　　　垂直層 ３３ａ　　　第１の安定状態 ３３ｂ　　　第２の安定状態 ３４ａ　　　上向き双極子モーメント ３４ｂ　　　下向き双極子モーメント Ｈ　　　　らせん構造でのチルト角 θ　　　　非らせん構造でのチルト角 Ｅａ，Ｅｂ　　　電界 ５０　　　　液晶分子層 ５１ａ　　　上基板 ５１ｂ　　　下基板 ５２　　　　液晶分子 ５３　　　　円錐 ５４　　　　底面 ６０　　　　基板引き上げ方向またはラビング処理軸６
１ａ　　　配向状態Ｕ１での平均分子軸６１ｂ　　　配
向状態Ｕ２での平均分子軸６２ａ　　　配向状態Ｓ１で
の平均分子軸６２ｂ　　　配向状態Ｓ２での平均分子軸
８１　　　　Ｃ−ダイレクタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明電極の形成された一対の平行基板
   間にカイラルスメクチック液晶を挟持し、少なくとも一
   方の基板に２種以上のポリイミドを複合化した配向膜を
   有する液晶素子において、前記配向膜が複合化すること
   により、各々のポリイミド単体で液晶に与えるプレチル
   ト角より大きなプレチルト角を与えることができるもの
   よりなることを特徴とする液晶素子。