JPH0457021A - 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、液晶組成物及び液晶配向膜を有する強誘電性
液晶素子に間するものである。

従来の技術 近年液晶表示は、腕時計、電卓等だ−けてなく映像機器
にも広く使われるようになり、液晶カラーテレビも市場
に出始めている。現在そのカラー表示用液晶パネルはネ
マチック液晶を用いたものがその主流を占めている。し
かし、そのネマチック液晶の諸特性は理想的とは言い難
く多くの問題を含んでいる。強誘電性液晶はその速い応
答速度、メモリー性などネマチック液晶にはない諸特性
を有しておりデーイスプレイ装置への応用が考えられ、
多方面から研究が進められている（オブトロニクス、　
１９８３、　ＮＯ，９）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この強誘電性液晶は初期に安定なメモリ
ー特性が得られない、また、初！！ＩＩに安定なメモリ
ー特性及びしきい値特性を有していても、それらの諸特
性が経時的に劣化するため表示品位が悪くなるといった
課題を有している。

すなわち、従来の表示装置では強誘電性液晶素子の特性
は経時的に劣化し、その結果、良好な初期特性を維持す
ることが困難である。

本発明は上記従来の液晶素子の課題に鑑み、初期に良好
なメモリー特性を得るための液晶配向膜と特性の経時変
化をなくすための液晶組成物との組合せによる新規な強
誘電性液晶素子を提供することを目的とするものである
。

課題を解決するための手段 請求項１の本発明は、強誘電性液晶組成物に塩基性の置
換基を有する化合物が少なくとも一種類添加され、液晶
配向膜材料としてポリペプチド主鎖を有するポリマーが
使用されたことを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項２の本発明は、請求項１の本発明において、塩基
性の置換基を有する化合物がアミン系化合物であること
を特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項３の本発明は、請求項１の本発明において、塩基
性の置換基を有する化合物が脂肪族アミンであることを
特徴とする強誘電性液晶素子てあ請求項４の本発明は、
請求項１の本発明において、塩基性の置換基を有する化
合物が脂肪族第１アミンであることを特徴とする強誘電
性液晶素子である。

請求項５の本発明は、請求項４の本発明において、脂肪
族第１アミンが式１で示され、式中Ｒ１は炭化水素基で
あるが、Ｒ１基中に存在するＣＨ２基は、基−０−−Ｃ
Ｏ−−ＯＣＯ−及Ｕ−ＣＯ〇−の少なくとも一種により
置換されてもよいことを特徴とする強誘電性液晶素子で
ある。

式１　　（Ｈ２Ｎ　−Ｒ＋　−Ｎ　Ｒ２）請求項６０本
発明は、請求項４の本発明において、脂肪族第１アミン
が式２で示され、式中Ｒ２は炭化水素基であるが、Ｒ２
基中に存在するＣ１＋２基は、基−０−１−ＣＯ−−Ｏ
ＣＯ−１及び−ＣＯＯ−の少なくとも一種により置換さ
れてもよいことを特徴とする強誘電性液晶素子である。

式２　　（０２Ｎ　　Ｒ２） 請求項７の本発明は、請求項１の本発明において、塩基
性の置換基を有する化合物が式３で示される脂肪族第２
アミンであり、式中Ｒ３は（ＣＨ２）ｌｌＯＨ（ｎは１
以」二）、Ｒ４は炭化水素基であるが、Ｒ４基中に什在
するＣ　）１２基は、基−０−−Ｃ０ＯＣＯ−及び−Ｃ
ＯＯ−の少なくとも一 種により置換されてもよいことを特徴とずろ強誘電性液
晶素子である。

式３（ＨＮ＜　　　　） 請求項８の本発明は、請求項７の本発明において、脂肪
族第２アミンがベンジルエタノールアミンであることを
特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項９０本発明は、強誘電性液晶組成物にエポキシ系
化合物が少なくとも一種類添加され、液晶配向膜材料と
してポリペプチド主鎖を有するポリマーが使用されたこ
とを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項１００本発明は、請求項９０本発明にお＋１− いて、エポキシ系化合物がエポキシ樹脂であることを特
徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項１１の本発明は、請求項９０本発明において、エ
ポキシ系化合物がグリシジル基の誘導体からなるエポキ
シ系化合物であることを特徴とする強誘電性液晶素子で
ある。

請求項１２の本発明は、請求項９の本発明において、エ
ポキシ系化合物が式４で示され、式中１で５は炭化水素
基であるが、Ｒ５基中に存在するＣＨ２基は、基−０−
−ＣＯ−−０ＣＯ−及びＣＯＯ−の少なくとも一種によ
り置換されてもよいことを特徴とする強誘電性液晶素子
である。

請求項１３の本発明は、請求項１又は１）の本発明にお
いて、液晶配向膜がラビングにより、配向処理が施され
ていることを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項１４の本発明は、強誘電性液晶組成物に塩基性の
置換基を有する化合物が少なくとも一種類添加され、液
晶配向膜材料として側鎖に極性官能基を有するポリマー
が使用されたことを特徴とする強誘電性液晶素子である
。

請求項１５の本発明は、請求項１４０本発明において、
塩基性の置換基を有する化合物がアミン系化合物である
ことを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項１６の本発明は、請求項１４の本発明において、
塩基性の置換基を有する化合物が脂肪族アミンであるこ
とを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項１７０本発明は、請求項１４の本発明において、
塩基性の置換基を有する化合物が脂肪族第１アミンであ
ることを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項１８の本発明は、請求項１７０本発明において、
脂肪族第１アミンが式１て示され、式中Ｒ１は炭化水素
基であるが、Ｒ１基中に存在するＣｔｌ　２基は、基−
ｏ−−ＣＯ−−ＯＣＯ−及びＣＯＯ−の少なくとも一種
により置換されてもよいことを特徴とする強誘電性液晶
素子である。

式１　　（Ｈ２Ｎ−Ｒ＋　　Ｎｌ２） 請求項１９の本発明は、請求項１７の本発明において、
脂肪族第１アミンが式２で示され、式中Ｒ２は炭化水素
基であるが、Ｒ２基中に存在するＣＨ２基は、基−ｏ−
−ＣＯ−−ＯＣＯ−及び−ＣＯＯ−の少なくとも一種に
より置換されてもよいことを特徴とする強誘電性液晶素
子である。

式２　　（Ｈ２Ｎ−Ｒ２） 請求項２０の本発明は、請求項１４０本発明において、
塩基性の置換基を有する化合物が式３で示される脂肪族
第２アミンであり、式中Ｒ３は（Ｃ１１２）。０Ｈ（ｎ
は１以上）、Ｒ４は炭化水素基であるが、Ｒ４基中に存
在するＣＨ２基は、基−０−−ＣＯ−−ＯＣＯ−及び−
０００−の少なくとも一種により置換されてもよいこと
を特徴とする強誘電性液晶素子である。

式３（ｔＴＮ＜　　　　） 請求項２１の本発明は、請求項２０の本発明において、
脂肪族第２アミンがベンジルエタノールアミンであるこ
とを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項２２０本発明は、強誘電性液晶組成物にエポキシ
系化合物が少なくとも一種類添加され、液晶配向膜材料
として側鎖に極性官能基を有するポリマーが使用された
ことを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項２３の本発明は、請求項２２０本発明において、
エポキシ系化合物がエポキシ樹脂であることを特徴とす
る強誘電性液晶素子である。

請求項２４の本発明は、請求項２２の本発明において、
エポキシ系化合物がグリシジル基の誘導体からなるエポ
キシ系化合物であることを特徴とする強誘電性液晶素子
である。

請求項２５の本発明は、請求項２２０本発明において、
エポキシ系化合物が式４で示され、式中Ｒ５は炭化水素
基であるが、Ｒ５基中に存在するＣＨ２基は、基−ｏ−
−ＣＯ−−ＯＣＯ−及び−ＣＯＯ−の少なくとも一種に
より置換されてもよいことを特徴とする強誘電性液晶素
子である。

請求項２６の本発明は、請求項１４又は２２の本発明に
おいて、液晶配向膜がラビングにより、配向処理が施さ
れていることを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項２７の本発明は、請求項１４又は２２の本発明も
こおいて、ポリマーの極性官能基が解離性置換基である
ことを特徴とする強誘電性液晶素子である。

請求項２８の本発明は、請求項１４又は２２の本発明に
おいて、ポリマーが陽電荷の原因になる極性官能基と、
陰電荷の原因になる極性官能基とを併せもつことを特徴
とする強誘電性液晶素子である。

作用 本発明は上記した液晶組成物及び液晶配向膜との絹合せ
により、特性の経時的な劣化を防正し、良好なメモリー
特性の寿命を格段に延長することができる。

実施例 以下請求項１から請求項１３までの本発明の一実施例の
液晶素子について、図面を参照しながら説明する。第１
図は本発明の液晶素子の概略構成を示す断面図である。

ガラスまたは、プラスチックの基板１１上にインジウム
・錫酸化物よりなる透明電極（ＩＴＯ電極）Ｎ１２を形
成し、そのしに配向膜としてポリペプチド主鎖を有する
ポリマーを主成分とする溶液を用いて塗膜を形成する。

塗膜の形成法としては回転塗布（スピンコード）法、浸
漬塗布法、ロールコート法、印刷法、エアーナイフコー
ト決算工業的に行なわれている様々な塗布法が適用可能
である。このようにして塗膜Ｕされたポリペプチド主鎖
を有するポリマー膜にラビング等の配向処理を施すこと
により配向膜１３とする。配向膜１３を形成した一方の
基板の配向膜１３側にガラスあるいはプラスチックから
なる円筒状あるいは球状のスペーサを樹脂中に分散させ
たスペーサ兼シール樹脂１４を一部のみ液晶の注入の際
の開口部として残し、スクリーン印刷を行う。２枚の基
板を貼合わせ、スペーサ兼シール樹脂１４を硬化した後
、減圧下で間口部より強誘電性液晶組成物に塩基性の置
換基を有する化合物又はエポキシ系化合物が少なくとも
一種類添加された液晶１５を注入後、開口部を熱硬化型
あるいは光硬化型の樹脂で封止して液晶セルを完成した
。

以下に本発明の上記実施例の作用を説明する。

最初に本実施例において使用した強誘電性液晶材料の諸
物性値を以下に示す。

液晶材料：　ＺＬ　ｌ−３６５４（ＭＥＲＣＫ社製）相
転移温度： ｌ　ｓｏ　　８Ｌ−Ｃｈ−側御Ｓ　ｍＡ　□　Ｓ　ｍＣ
’チルト角：　　２５Ｌ　　　Ｐｓ：　２９ｎＣ／ｃｍ
２また、脂肪族アミンとしてポリオキシプロピレンアミ
ン（分子量２３０）を０．３重量％添加したときの相転
移温度を以Ｆに示す。

Ｉ　ｓｏ　ｕ’ｉ　　Ｃｈ、□Ｓ　ｍＡ　−刹−３ｍＣ
”相転移温度は、偏光顕微鏡によるテクスチャー観察お
よび、ＤＳＣ（示差走査熱量計）により測定した。

なお、ポリオキシプロピレンアミン（分子量２である。

第２図は、配向膜１３として牛血清アルブミン（ＢＳＡ
、）を用い上記の手順に従って完成した液晶セルのしき
いＩ＋Ｔｊ特性を示したものである。第２図（ａ）は強
誘電性液晶素子としてＺ　Ｌ　ｌ　−３６５４のみをセ
ルに注入した場合、第２図（１））はＺＬＩ−：３６５
／ｌに塩基性の置換基を有する化合物の一例としてポリ
オキシプロピレンアミン（分子ｆｉｔ　２３０　）を０
．３重量％添加してえられる強誘電性液晶組成物をセル
に注入した場合の、１０００時間後のしきい値特性を示
したものである。

セルギャップは２μｍである。Ｑは電圧を印加したとき
の最大の相対輝度であり、バルクの応答を表わし、×は
一連の測定波形を１０００ライン走査後の相対輝度であ
り、メモリーの応答を表わす。

第２図より、液晶のみを注入した場合の１０００時間後
のしきい値特性が劣化しているのに対し、ポリオキシプ
ロピレンアミンを添加した液晶のしきい値特性は１００
０時間後も対称かつ急峻な特性を維持している。これは
アミンによる配向膜表面の修飾の結果、配向膜の極性が
変化し、液晶と配向膜の界面吠態が変化したためと考え
られる。

塩基性の置換基を有する添加剤の添加量は特に限定され
ないが、実用」二〇、Ｏ１〜５重量％程度が適当である
。適量以下ではに記の添加効果はなく、したがって特性
の経時的な劣化が発生ずる。

なお、液晶はＺ　１．、　ｒ　−３６５４に限定される
ものではない。また、透明電極Ｎ１２上に上ド基板間で
の短絡を防ぐ目的で絶縁層を片面あるいは両面に形成し
た上むこ配向膜１３を形成しても構わない。

また、配向膜として用いるポリペプチド主鎖を有するポ
リマーとしては、前記したＢ　Ｓ　Ａや人血清アルブミ
ン、兎血清アルブミン等のような血清タンパク質や、卵
白アルブミンのようなアルブミン類、γ−グロフリン、
ヘモグロビン、キモトリプシンなどを含め種々のタンパ
ク質が使用できる。

また、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルキ
ニン、ヒスチジン、ｌ・リブ）・ファン、プロリン、ア
ラニン、グリシン、セリン、シスチンなどのアミノ酸の
ｉｐ独重重合体共重合体およびそれらの混合物も利用で
きる。

前記したポリペプチド主鎖を有するポリマーの配向膜と
強誘電性液晶との■１合せにより初期の配向性能や、ス
イッチング性能、メモリーの安定性の良い液晶素子がで
きる。また、液晶中に塩基性の置換基を有する化合物を
混合する目的は、このようにして得られた優れた初期性
能を長時間にわたって保持させんがためである。この際
、液晶中に加える塩基性の置換基を有する化合物の種類
とその混合量は、液晶が強誘電性を損なわない限り特定
するものではないが、具体的にはベンジルアミン、シク
ロヘキシルアミン、フェニルエチルアミン、フェニルプ
ロピルアミン、ベンジルエタノールアミン、ポリオキシ
プロピレンジアミンなどの液晶性を持たない塩基性の置
換基を有する化合物、あるいは液晶素子の一部にアミノ
基があるものなど液晶性をもつ塩基性の置換基を有する
化合物を単独もしくは２種類以上を組み合わせて用いる
ことが出来る。また、エポキシ系化合物としてビスフェ
ノール型エボキシブレボリマー　脂環式エポキシプレポ
リマーおよび市販のプレポリマーなどの液晶性を持たな
いエポキシ系化合物、あるいは液晶素子の一部にグリシ
ジル基を有するものなど液晶性を有するエポキシ系化合
物を単独もしくは２種類以上を組み合わせて用いること
が出来る。

本発明の強誘電性液晶素子は、表示手段、シャッター　
ライトバルブ、空間変調素子等に適用可能である。

次に、本発明を更に具体的に説明する。

実施例１ ５．０ｇの牛血清アルブミンを４９５、Ｏｇの純水に溶
かし、１．０重量％の牛血清アルブミン水溶液を調製し
た。次いで、この水溶液をＩＴＯ電極のパターンを形成
したガラス基板に回転塗布を行なった。塗布の終わった
基板を１１０℃の電気炉に入れ、乾燥を行なった。乾燥
後、レーヨンの織イ１１を用いて弔一方向にラビング処
理を行ない配向膜を完成した。こうして牛血清アルブミ
ンの配向膜を形成したガラス基板を２枚用意し、第３図
に示すようにその片方の基板（例えば下側基板３２）の
配向膜を形成した面にスペーサ兼シール樹脂３５として
直径２．０７１ｍのガラス繊維を分散した酸無水物硬化
型エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５ｍｍ幅の開口
部３６を残して他の全周に０．　２ｒｎｒｎ幅で印刷し
、もう一方の基板（−１：：側基板３１　）　、１．に
直径２．０７ｚｒｎの樹脂球を散布した上で、上側基板
３１と下側基板３２に形成した配向膜のラビング方向３
３．３４が平行でかっ配向膜面を対向させた状態で加圧
し、１４０℃で５時間加熱して硬化接着した。接着後、
減圧下で開口部３６から液晶（メルク社製　商品名ＺＬ
Ｉ３６５　／Ｌ　）に塩基性の置換基を有する添加剤と
してポリオキシプロピレンアミン（分子量２３０）を０
．　３重量％添加したものを注入した。注入後、開口部
３６を市販の酸無水物硬化型エポキシ樹脂で封止した。

さらに、封入した液晶が等六相を示す温度すなわち８５
℃付近まで加熱し徐々に温度を下げ、いわゆる強誘電性
液晶セルを完成した。

このように、第３図は強誘電性液晶セルを示す図であり
、３１は上側基板、３２は下側基板で３３．３４はそれ
ぞれのラビング処理方向を示し、３５はシール樹脂であ
る。完成した強誘電性液晶セルは配向ムラの無い良好な
配向状態を示し、電圧印加により、メモリー特性の確保
された良好な電気光学特性が得られた。

実施例２ ２゜Ｏｇのポリアラニンを４９８．０ｇの純水で希釈し
、０．４重量％のポリアラニン希釈溶液を調製した。こ
の溶液を用いて実施例１に示した方法によりポリアラニ
ンの配向膜を形成し、これを用いて実施例１に示した方
法により強誘電性液晶セルを作製した。但し、強誘電性
液晶は同一の組成物（ＺＬＩ３６５４）を用いたがアミ
ンは０．３重量％のポリオキシプロピレンアミン（分子
！２３０）を混合した。このようにして作製した強誘電
性液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示し、電
圧印加により、双安定性の確保された良好な電気光学特
性が得られた。また、この良好な初期性能は、室温放置
下で１０００時間後も変化することなく保持された。

実施例３ １．０ｇの牛血清アルブミンを４９９．０ｇの１０％ア
ンモニア水で希釈し、０．　２重量％のポリグリシン希
釈溶液を調製した。この溶液を用いて実施例１に示した
方法により生血清アルブミンの配向膜を形成し、これを
用いて実施例１に示した方法により強誘電性液晶セルを
作製した。強誘電性液晶は同一の組成物（ＺＬＴ３６５
４）を用いたが添加物としては０．　３重量％のエポキ
シプレポリマー（エビコー）８２８ニジエル化学製）を
混合した。このようにして作製した強誘電性液晶セルは
配向ムラの無い良好な配向状態を示し、電圧印加により
、双安定性の確保された良好な電気光学特性が得られた
。また、この良好な初期性能は、室温放置下で１０００
時間後も変化することなく保持された。

実施例４ ２．５ｇのヘモグロビンを４９７．５ｇの純水で希釈し
、０．５重量％のヘモグロビン希釈溶液を調製した。こ
の溶液を用いて実施例１に示した方法によりヘモグロビ
ンの配向膜を形成し、これを用いて実施例１に示した方
法により強誘電性液晶セルを作製した。強誘電性液晶は
同一の組成物（ＺＬＩ３６５４）を用いたが添加物とし
ては０．３重量％のポリオキシプロピレンアミン（分子
量４００）を混合した。このようにして作製した強誘電
性液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示し、電
圧印加により、双安定性の確保された良好な電気光学特
性が得られた。また、この良好な初期性能は、室温放置
下で１０００時間後も変化することなく保持された。

実施例５ ＝２６− ２．５ｇのグルタミン酸／リジン共重合体を４９７．５
ｇの純水で希釈し、０．５重量％の希釈溶液を調製した
。この溶液を用いて実施例１に示した方法により配向膜
を形成し、これを用いて実施例１に示した方法により強
誘電性液晶セルを作製した。強誘電性液晶は同一の組成
物（Ｚ　１．、１３６５４）を用い、添加物としては０
．３重量％のポリオキシプロピレンアミン（分子＠４０
０）を混合した。このようにして作製した強誘電性液晶
セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示し、電圧印加
により、双安定性の確保された良好な電気光学特性が得
られた。また、この良好な初）１１性能は、室温放置下
で１０００時間後も変化することなく保持された。

実施例６ １．０ｇのポリアラニンと１．５ｇのポリリジンとの混
合物を４９７．５ｇの純水で希釈し、０．５重量％の希
釈溶液を調製した。この溶液を用いて実施例１に示した
方法により上記混合物からなる配向膜を形成し、これを
用いて実施例１に示した方法により強誘電性液晶セルを
作製した。

強誘電性液晶は同一の組成物（ＺＬＴ３６５４）を用い
、添加物としては０．３重量％のポリオキシプロピレン
アミン（分子量４００）を混合した。

このようにして作製した強誘電性液晶セルは配向ムラの
無い良好な配向状態を示１八　電圧印加により、双安定
性の確保された良好な電気光学特性が得られた。また、
この良好な初期性能は、室温放置下で１０００時間後も
変化することなく保持された。

比較例 市販されている液晶配向用のポリイミドワニス（商品名
ＪＩＡ−１−３、日本合成ゴム製）を用い、ＩＴＯ電極
のパターンを形成したガラス基板に回転塗布を行なった
。塗膜１の終わった基板を２５０℃の電気炉で１時間加
熱した。膜厚は約６゜ｎＩｎであった。ｌ／−ヨンの織
布を用いて弔一方向にラビング処理を行ない配向膜を完
成した。こうしてポリイミドの配向膜を形成したガラス
基板を２枚用意し、第３図に示すようシこその片方の基
板（例えは下側基板３２）の配向膜を形成した面にスペ
ーサ兼シール樹脂３５とｔノで直径２．０μｍのガラス
繊維を分散した酸無水物硬化型エポキシ樹脂を１辺のみ
辺の中央部に５ｍｍ幅の開口部３６を残して他の全周に
０．２ｍｍ幅で印刷し、もう一方の基板（上側基板３１
）上に直径２．０１１１ｎの樹脂球を散布した上で、」
−側基板３１と下側基板３２に形成した配向膜のラビン
グ方向３３．３４が平行かつ配向膜面を対向させた状態
で加圧し、ｌ　４０　°Ｃで５時間加熱して硬化接着し
た。接着後、減圧下で開口部３６から液晶（ＺＬ　Ｉ　
３６５４）を注入した。注入後、開口部３６を市販の酸
無水物硬化型エポキシ樹脂で封止した。さらに、封入し
た液晶が等六相を示す温度すなわち８８℃付近まで加熱
し徐々乞こ温度を下げ、いわゆる強誘電性液晶セルを完
成した。完成した強誘電性液晶セルは配向状態にムラが
多く、均一な表示が得られなかった。しかも、初期状態
から、印加電圧に対して明瞭なしきい値が得られなかっ
た。

次に、請求項１４から請求項２８の本発明の一実施例の
液晶素子について、図面を参照しながら説明する。第４
図は本発明の液晶素子の概略構成を示す断面図である。

ガラスまたは、プラスチックの基板１１上にインジウム
・錫酸化物よりなる透明電極（ＩＴＯ電極）Ｎ１２を形
成し、その−Ｌに配向膜として、側鎖に極性官能基を有
するポリマーを主成分とする溶液を用いて塗膜を形成す
る。

塗膜の形成法としては回転塗布（スピンコード）法、浸
漬塗布法、ロールコート法、印刷法、エアーナイフコー
ト決算工業的に行なわれでいる様々な塗布法が適用可能
である。このようにして塗布された側鎖に極性官能基を
有するポリマー膜にラビング等の配向処理を施すことに
より配向膜１３とする。配向膜１３を形成した一方の基
板の配向膜１３側にガラスあるいはプラスチックからな
る円筒状あるいは球状のスペーサを樹脂中に分散させた
スペーサ兼シール樹脂１４を一部のみ液晶の注入の際の
開口部として残し、スクリーン印刷を行う。２枚の基板
を貼合わせ、スペーサ兼シール樹脂１４を硬化した後、
減圧下で開口部より弾語電性液晶組成物に塩基性の置換
基を有する化合物又はエポキシ系化合物が少なくとも一
種類添加された液晶１５を注入後、開［１部を熱硬化型
あるいは光硬化型の樹脂で封止して液晶セルを完成した
。

以下に本発明の上記実施例の作用を説明する。

最初に本実施例において使用した強誘電性液晶材料の諸
物性値を以下に示す。

液晶材料：　ＺＬ　ｌ−３６５４（ＭＩ’：ＲＣＫ社製
）相転移温度： １ｓｏ−間〜Ｃｈ　　−７ｆｆｌ　　ＳｍＡ　　Ｅ２−
　ＳｍＣ”チルト角：　　２５Ｌ　　　Ｐｓ：　２９ｎ
Ｃ／ｃｍ２また、脂肪族アミンとしてポリオキシプロピ
レンアミン（分子ｆｆｉ　２　：３０　）を０．３重量
％添加したときの相転移温度を以下に示す。

ｌ５ｏ−…−Ｃｈ−ｕ−ＳｍＡ　−皿−ＳｍＣ”相転移
温度は、偏光顕微鏡によるテクスチャー観察および、Ｄ
ＳＣ（示差走査熱量計）により測定した。

なお、ポリオキシブト１ピレンアミン（分子量２３０）
の構造式は である。

第５図は、配向膜１３として牛血清アルブミン（ＢＳＡ
）を用い上記の手順に従って完成した液晶セルのしきい
値特性を示したものである。第５図（ａ）は強誘電性液
晶材料としてＺＬ　ｌ　−３６５４のみをセルに注入し
た場合、第５図（ｂ）はＺＬＩ−３６５４に塩基性の置
換基を有する化合物の一例としてポリオキシプロピレン
アミン（分子量２３０）を０．３重量％添加してえられ
る強誘電性液晶組成物をセルに注入した場合の、１００
０時間後のしきい値特性を示したものである。

セルギャップは２部ｍである。Ｏは電圧を印加したとき
の最大の相対輝度であり、バルクの応答を表わし、×は
一連の測定波形を１０００ライン走査後の相対輝度であ
り、メモリーの応答を表わす。

第５図より、液晶のみを注入した場合の１０００時間後
のしきい値特性が劣化しているのに対し、ポリオキシプ
ロピレンアミンを添加した液晶のしきい値特性は１００
０時間後も対称かつ急峻な特性を維持している。これは
アミンによる配向膜表面の修飾の結果、配向膜の極性が
変化し、液晶と配向膜の界面状態が変化したためと考え
られる。

塩基性の置換基を有する添加剤の添加量は特に限定され
ないが、実用上０．０１〜５重量％程度が適当である。

適量以下では上記の添加効果はなく、したがって特性の
経時的な劣化が発生ずる。

なお、液晶はＺＬＩ−３６５４に限定されるものではな
い。また、透明電極屑１２にに」−下基板間での短絡を
防ぐ目的で絶縁層を片面あるいは両面に形成した上に配
向膜１３を形成しても構わない。

また、配向膜として用いる側鎖に極性官能基を有するポ
リマーとしノでは、前記したＢＳＡや人血清アルブミン
、先血清アルブミン等のような血清タンパク質や、卵白
アルブミンのようなアルブミン類、と−グロブリン、ヘ
モグロビン、キモトリプシンなどを含め種々のタンパク
質が使用できる。

また、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギ
ニン、ヒスチジン、トリプトファン、プロリンなどの極
性官能基を有するアミノ酸の虫型重合体や共重合体およ
びそれらの混合物も利用できる。

前記した側鎖に極性官能基を有するポリマーの配向膜と
強誘電性液晶との組合せにより初期の配向性能や、スイ
ッチング性能、メモリーの安定性の良い液晶素子ができ
る。また、液晶中に塩基性の置換基を有する化合物を混
合する目的は、このようにして得られた優れた初期性能
を長時間にわたって保持させんがためである。この際、
液晶中に加える塩基性の置換基を有する化合物の種類と
その混合量は、液晶が強誘電性を損なわない限り特定す
るものではないが、具体的にはベンジルアミン、シクロ
ヘキシルアミン、フェニルエチルアミン、フェニルプロ
ピルアミン、ベンジルエタノールアミン、ポリオキシプ
ロピレンジアミンなどの液晶性を持たない塩基性の置換
基を有する化合物、あるいは液晶分子の一部にアミノ基
があるものなど液晶性をもつ塩基性の置換基を有する化
合一１４ 物を単独もしくは２種類以上を組み合わせて用いること
が出来る。また、エポキシ系化合物としてビスフェノー
ル型エボキシブレボリマー　脂環式エポキシプレポリマ
ーおよび市販のプレポリマーなどの液晶性を持たないエ
ポキシ系化合物、あるいは液晶分子の一部にグリシジル
基を有するものなど液晶性を有するエポキシ系化合物を
単独もしくは２種類以−Ｌを組み合わせて用いることが
出来る。

本発明の強誘電性液晶素子は、表示手段、シャッター　
ライトバルブ、空間変調素子等に適用可能である。

次に、本発明を更に具体的に説明する。

実施例７ ５．０ｇの生血清アルブミンを４９５．０ｇの純水に溶
か腰　１．０重量％の牛血清アルブミン水溶液を調製し
た。次いで、この水溶液なＴ　ｉ’　０電極のパターン
を形成したカラス基板に回転塗布を行なった。塗布の終
わった基板を１１０℃の電気炉に入れ、乾燥を行なった
。乾燥後、レーヨンの織布を用いてｍ一方向にラビング
処理を行ない配向膜を完成した。こうして牛血清アルブ
ミンの配向膜を形成したガラス基板を２枚用意し、第３
図に示すようにその片方の基板（例えば下側基板３２〉
の配向膜を形成した面にスペーサ兼シール樹脂３５とし
て直径２．０μｍのガラス繊維を分散した酸無水物硬化
型エポキシ樹脂を１辺のみ辺の中央部に５　ｒｎ　ｍ幅
の開口部３６を残しで他の全周に（Ｌ　　２ｍｍ幅で印
刷し、もう一方の基板（上側基板３１）上に直径２．０
μＩｎの樹脂球を散布した上で、上側基板３１と下側基
板３２に形成した配向膜のラビング方向３３．３４が平
行でかつ配向膜面を対向させた状態で加圧し、１４０℃
で５時間加熱して硬化接着した。接着後、減圧丁で開口
部３６から液晶（メルク社製　商品名ＺＬＩ３６５４）
に塩基性の置換基を有する添加剤としてポリオキシプロ
ピレンアミン（分子量２３０）を０．３重量％添加した
ものを注入した。注入後、開口部３６を市販の酸無水物
硬化型エポキシ樹脂で封止した。さらに、封入した液晶
が等六相を示＝３６− す温度すなわち８５℃付近まで加熱し徐々に温度を下げ
、いわゆる強誘電性液晶セルを完成した。

このように、第６図は強誘電性液晶セルを示す図であり
、３１は」二側基板、３２は下側基板で３３．３４はそ
れぞれのラビング処理方向を示し、３５はシール樹脂で
ある。完成した強誘電性液晶セルは配向ノ、うの無い良
好な配向状態を示し、電圧印加により、メモリー特性の
確保された良好な電気光学特性が得られた。

実施例８ ５．０ｇの牛血清アルブミンを４９５．０ｇの純水で希
釈し、０．１重量％の牛血清アルブミン希釈溶液を調製
した。この溶液を用いて実施例７に示した方法により牛
血清アルブミンの配向膜を形成し、これを用いて実施例
７に示した方法により強誘電性液晶セルを作製した。但
し、強誘電性液晶は同一の組成物（ＺＬＩ３６５４）を
用いたがアミンは０．　３重量部のベンジルエタノール
アミンを混合した。このようにして作製した強誘電性液
晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示し、電圧印
加により、メモリー特性の確保された良好な電気光学特
性が得られた。また、この良好な初期性能は、室温放置
下で１０００時間後も変化することなく保持された。

実施例９ ５゜Ｏｇの牛血清アルブミンを４９５．０ｇの純水で希
釈し、１．０重量％の牛血清アルブミン希釈溶液を調製
した。この溶液を用いて実施例７に示した方法により牛
血清アルブミンの配向膜を形成し、これを用いて実施例
７に示した方法により強誘電性液晶セルを作製した。強
誘電性液晶は同一の組成物（ＺＬ　Ｉ　３６５４）を用
いたが添加物としては０．３重量部のエポキシプレポリ
マー（エピコート８２８ニジエル化学製）を混合した。

このようにして作製した強誘電性液晶セルは配向ムラの
無い良好な配向状態を示し、電圧印加により、メモリー
特性の確保された良好な電気光学特性が得られた。また
、この良好な初期性能は、室温放置下で１０００時間後
も変化することなく保持された。

実施例１０ ２．５ｇのヘモグロビンを４９７．５ｇの純水で希釈し
、０．５重量％のヘモグロビン希釈溶液を調製した。こ
の溶液を用いて実施例７に示した方法によりヘモグロビ
ンの配向膜を形成し、これを用いて実施例７に示した方
法により強誘電性液晶セルを作製した。強誘電性液晶は
同一の組成物（ＺＬ　ｉ　３６５４）を用いたが添加物
としては、０．３重量部のポリオキシプロピレンアミン
（分子ｔ４００）を混合した。このようにして作製した
強誘電性液晶セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示
し、電圧印加により、メモリー特性の確保された良好な
電気光学特性が得られた。また、この良好な初期性能は
、室温放置下で１０００時間後も変化することなく保持
された。

実施例１１ ２．５ｇのグルタミン酸／リジン共重合体を４９７．５
ｇの純水で希釈し、０．５重量％の希釈溶液を調製Ｌ／
た。この溶液を用いて実施例７に示した方法により配向
膜を形成し、これを用いて実流側７に示した方法により
強誘電性液晶セルを作製した。強誘電性液晶は同一の組
成物（ＺＬ１３６５４）を用い、添加物としては０．３
重量部のポリオキシプロピレンアミン（分子ｆ１．４０
０）を混合した。このようにして作製した強誘電性液晶
セルは配向ムラの無い良好な配向状態を示し、電圧印加
により、メモリー特性の確１呆された良好な電気光学特
性が得られた。また、この良好な初期性能は、室温放置
下で１０００時間後も変化することなく保持された。

実施例１２ ２．５ｇのポリグルタミン酸と２．５ｇのポリリジンと
の混合物を４９５ｇの純水で希釈し、１．０重量％の希
釈溶液を調製した。この溶液を用いて実施例７に示した
方法により上記混合物からなる配向膜を形成し、これを
用いて実施例７に示した方法により強誘電性液晶セルを
作製した。

強誘電性液晶は同一の組成物（ＺＬ　Ｉ　３６５４）を
用い、添加物としては０．３重量部のポリオキシプロピ
レンアミン（分子量４００）を混合した。

このようにして作製した強誘電性液晶セルは配向ムラの
無い良好な配向状態を示し、電圧印加により、メモリー
特性の確保された良好な電気光学特性が得られた。また
、この良好な初期性能は、室温放置下で１０００時間後
も変化することなく保持された。

比較例 市販されている液晶配向用のボリイミＦワース（商品名
ＪＩＡ−１−３、日本合成ゴＪ１製）を用い、　Ｉ’ｒ
Ｏ電極のパターンを形成したガラス基板に回転塗膜■を
行なフた。塗布の終わった基板を２５０℃の電気炉で１
時間加熱した。膜厚は約６００　ｍであった。レーヨン
の織布を用いて単一方向にラビング処理を行ない配向膜
を完成した。こうしてポリイミドの配向膜を形成したガ
ラス基板を２枚用意し、第６図に示すようにその片方の
基板（例えば下側基板３２）の配向膜を形成した面にス
ペーサ兼シール樹脂３５として直径２．０μｍのガラス
繊維を分散した酸無水物硬化型エポキシ樹脂を１辺のみ
辺の中央部に５ｍｍ幅の開口部３６を残して他の全周に
０．２ｔｎｍ幅で印刷し、もう一方の基板（上側基板３
１）上に直径２．０μｍの樹脂球を散布した上で、上側
基板３１と下側基板３２に形成した配向膜のラビング方
向３３．３４が平行かつ配向膜面を対向させた状態で加
圧し、１４０℃で５時間加熱して硬化接着した。接着後
、減圧下で開口部３６から液晶（ＺＬＩ３６５４）を注
入した。注入後、開口部３６を市販の酸無水物硬化型エ
ポキシ樹脂で封止した。さらに、封入した液晶が等六相
を示す温度すなわち８８℃付近まで加熱し徐々に温度を
下げ、いわゆる強誘電性液晶セルを完成した。完成した
強誘電性液晶セルは配向状態にムラが多く、均一な表示
が得られなかったウ　しかも、初期状態から、印加電圧
に対して明瞭なしきい値が得られなかった。

発明の効果 上記した実施例でも示したように、請求項１〜１３の本
発明にあっては、強誘電性液晶素子においてポリペプチ
ド主鎖を有するポリマーを液晶の配向膜として用い、か
つ、塩基性の置換基を有する化合物又はエポキシ系化合
物を液晶組成物中に混合することにより、双安定性の確
保され、均一でムラのない特性を実現することができ、
しかもその優れた特性を長時間にわたり安定して保持さ
せることが可能となる。

また、」−記した実施例でも示したように、請求項１４
〜２８の本発明にあっては、強誘電性液晶素子において
側鎖に極性官能基を有するポリマーを液晶の配向膜とし
て用い、塩基性の置換基を有する化合物又はエポキシ系
化合物を液晶組成物中に混合することにより、良好なメ
モリー特性の確保され、均一てムラのない特性を実現す
ることができ、しかもその優れた特性を長時間にわたり
安定して保持させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１〜１３の本発明の強誘電性液晶素子の
概略構成を示す断面図、第２図（ａ）は同本発明の比較
例のしきい値特性を示すグラフ、第２図（ｂ）は同本発
明の一実施例のしきい値特性を示すグラフ、第３図は強
誘電性液晶セルな示ず平面図、第４図は請求項１４〜２
８の本発明の強誘電性液晶素子の概略構成を示す断面図
、第５図（ａ）は同本発明の比較例のしきい値特性を示
すグラフ、第５図（１））は同本発明の一実施例のしき
い値特性を示すグラフ、第６図は強誘電性液晶セルを示
す平面図である。 ＩＩ・・・基板、１２・・・透明電極層、１３・・・配
向膜、１４．３５・・・スペーサ兼シール樹脂、１５・
・・液晶、３１・・・上側基板、３２・・・下側基板、
３３・・・上側基板のラビング方向、３４・・・下側基
板のラビング方向、３６・・・開口部。 代理人　弁理士　　松　１）正　道 第 Ｃ２）の１ （ａ）　ｆ）２ （ｂ）の］ （ｂ）の２ 印加電圧（Ｖ） 印加電圧（Ｖ） ○ 電圧を印加時の相対輝度 ×　・　・ ・一連の測定波形を１０００ライン走査後の相対輝度箱 図 第 図 ３１・・・上側基板 ３２・・・下側基板 ３３・・・上側基板のラビング方向 ３４・・・下側基板のラビング方向 ３５・・・スペーサ兼シール樹脂 ３６・・・開口部 １１　・　・ １２・　・ ・基板 ・透明電極層 １３・ 配向膜 スペーサ兼シール樹脂 液晶 第 図 （ａ）の１ （ａ”）の２ （ｂ）の］ （ｂ）の２ 印加電圧（Ｖ） 印加電圧（Ｖ）

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. （１）強誘電性液晶組成物に塩基性の置換基を有する化
   合物が少なくとも一種類添加され、液晶配向膜材料とし
   てポリペプチド主鎖を有するポリマーが使用されたこと
   を特徴とする強誘電性液晶素子。
2. （２）塩基性の置換基を有する化合物がアミン系化合物
   であることを特徴とする請求項１記載の強誘電性液晶素
   子。
3. （３）塩基性の置換基を有する化合物が脂肪族アミンで
   あることを特徴とする請求項１記載の強誘電性液晶素子
   。
4. （４）塩基性の置換基を有する化合物が脂肪族第１アミ
   ンであることを特徴とする請求項１記載の強誘電性液晶
   素子。
5. （５）脂肪族第１アミンが式１で示され、式中Ｒ＿１は
   炭化水素基であるが、Ｒ＿１基中に存在するＣＨ＿２基
   は、基−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、及び−ＣＯＯ−
   の少なくとも一種により置換されてもよいことを特徴と
   する請求項４記載の強誘電性液晶素子。 式１（Ｈ＿２Ｎ−Ｒ＿１−ＮＨ＿２）
6. （６）脂肪族第１アミンが式２で示され、式中Ｒ＿２は
   炭化水素基であるが、Ｒ＿２基中に存在するＣＨ＿２基
   は、基−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、及び−ＣＯＯ−
   の少なくとも一種により置換されてもよいことを特徴と
   する請求項４記載の強誘電性液晶素子。 式２（Ｈ＿２Ｎ−Ｒ＿２）
7. （７）塩基性の置換基を有する化合物が式３で示される
   脂肪族第２アミンであり、式中Ｒ＿３は（ＣＨ＿２）＿
   ｎＯＨ（ｎは１以上）、Ｒ＿４は炭化水素基であるが、
   Ｒ＿４基中に存在するＣＨ＿２基は、基−Ｏ−、−ＣＯ
   −、−ＯＣＯ−、及び−ＣＯＯ−の少なくとも一種によ
   り置換されてもよいことを特徴とする請求項１記載の強
   誘電性液晶素子。 式３▲数式、化学式、表等があります▼
8. （８）脂肪族第２アミンがベンジルエタノールアミンで
   あることを特徴とする請求項７記載の強誘電性液晶素子
   。
9. （９）強誘電性液晶組成物にエポキシ系化合物が少なく
   とも一種類添加され、液晶配向膜材料としてポリペプチ
   ド主鎖を有するポリマーが使用されたことを特徴とする
   強誘電性液晶素子。
10. （１０）エポキシ系化合物がエポキシ樹脂であることを
    特徴とする請求項９記載の強誘電性液晶素子。
11. （１１）エポキシ系化合物がグリシジル基の誘導体から
    なるエポキシ系化合物であることを特徴とする請求項９
    記載の強誘電性液晶素子。
12. （１２）エポキシ系化合物が式４で示され、式中Ｒ＿５
    は炭化水素基であるが、Ｒ＿５基中に存在するＣＨ＿２
    基は、基−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、及び−ＣＯＯ
    −の少なくとも一種により置換されてもよいことを特徴
    とする請求項９記載の強誘電性液晶素子。 式４▲数式、化学式、表等があります▼
13. （１３）液晶配向膜がラビングにより、配向処理が施さ
    れていることを特徴とする請求項１又は９記載の強誘電
    性液晶素子。
14. （１４）強誘電性液晶組成物に塩基性の置換基を有する
    化合物が少なくとも一種類添加され、液晶配向膜材料と
    して側鎖に極性官能基を有するポリマーが使用されたこ
    とを特徴とする強誘電性液晶素子。
15. （１５）塩基性の置換基を有する化合物がアミン系化合
    物であることを特徴とする請求項１４記載の強誘電性液
    晶素子。
16. （１６）塩基性の置換基を有する化合物が脂肪族アミン
    であることを特徴とする請求項１４記載の強誘電性液晶
    素子。
17. （１７）塩基性の置換基を有する化合物が脂肪族第１ア
    ミンであることを特徴とする請求項１４記載の強誘電性
    液晶素子。
18. （１８）脂肪族第１アミンが式１で示され、式中Ｒ＿１
    は炭化水素基であるが、Ｒ＿１基中に存在するＣＨ＿２
    基は、基−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、及び−ＣＯＯ
    −の少なくとも一種により置換されてもよいことを特徴
    とする請求項１７記載の強誘電性液晶素子。式１（Ｈ＿
    ２Ｎ−Ｒ＿１−ＮＨ＿２）
19. （１９）脂肪族第１アミンが式２で示され、式中Ｒ＿２
    は炭化水素基であるが、Ｒ＿２基中に存在するＣＨ＿２
    基は、基−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、及び−ＣＯＯ
    −の少なくとも一種により置換されてもよいことを特徴
    とする請求項１７記載の強誘電性液晶素子。式２（Ｈ＿
    ２Ｎ−Ｒ＿２）
20. （２０）塩基性の置換基を有する化合物が式３で示され
    る脂肪族第２アミンであり、式中Ｒ＿３は（ＣＨ＿２）
    ＿ｎＯＨ（ｎは１以上）、Ｒ＿４は炭化水素基であるが
    、Ｒ＿４基中に存在するＣＨ＿２基は、基−Ｏ−、−Ｃ
    Ｏ−、−ＯＣＯ−、及び−ＣＯＯ−の少なくとも一種に
    より置換されてもよいことを特徴とする請求項１４記載
    の強誘電性液晶素子。式３▲数式、化学式、表等があり
    ます▼
21. （２１）脂肪族第２アミンがベンジルエタノールアミン
    であることを特徴とする請求項２０記載の強誘電性液晶
    素子。
22. （２２）強誘電性液晶組成物にエポキシ系化合物が少な
    くとも一種類添加され、液晶配向膜材料として側鎖に極
    性官能基を有するポリマーが使用されたことを特徴とす
    る強誘電性液晶素子。
23. （２３）エポキシ系化合物がエポキシ樹脂であることを
    特徴とする請求項２２記載の強誘電性液晶素子。
24. （２４）エポキシ系化合物がグリシジル基の誘導体から
    なるエポキシ系化合物であることを特徴とする請求項２
    ２記載の強誘電性液晶素子。
25. （２５）エポキシ系化合物が式４で示され、式中Ｒ＿５
    は炭化水素基であるが、Ｒ＿５基中に存在するＣＨ＿２
    基は、基−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、及び−ＣＯＯ
    −の少なくとも一種により置換されてもよいことを特徴
    とする請求項２２記載の強誘電性液晶素子。式４▲数式
    、化学式、表等があります▼
26. （２６）液晶配向膜がラビングにより、配向処理が施さ
    れていることを特徴とする請求項１４又は２２記載の強
    誘電性液晶素子。
27. （２７）ポリマーの極性官能基が解離性置換基であるこ
    とを特徴とする請求項１４又は２２記載の強誘電性液晶
    素子。
28. （２８）ポリマーが陽電荷の原因になる極性官能基と、
    陰電荷の原因になる極性官能基とを併せもつことを特徴
    とする請求項１４又は２２記載の強誘電性液晶素子。