JPH0457022A - 強誘電性液晶素子 - Google Patents

強誘電性液晶素子

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JPH0457022A
JPH0457022A JP16870490A JP16870490A JPH0457022A JP H0457022 A JPH0457022 A JP H0457022A JP 16870490 A JP16870490 A JP 16870490A JP 16870490 A JP16870490 A JP 16870490A JP H0457022 A JPH0457022 A JP H0457022A
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liquid crystal
ferroelectric liquid
compound
group
crystal element
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JP16870490A
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English (en)
Inventor
Yuji Satani
裕司 佐谷
Hideaki Mochizuki
望月　秀晃
Masao Yamamoto
雅夫 山本
Kazuhiro Jiyouten
一浩 上天
Hiroyuki Onishi
博之 大西
Tsuyoshi Kamimura
強 上村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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
液晶素子に関するものである。
従来の技術 近年液晶表示は、腕時計、電卓等たりてなく映像機器に
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）α品を用いたものがその主流を占めでいる。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
を有しておりデイスプレィ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、　１
９８３、　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、初期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−１；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糾合せによる新規
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
配向膜材料として分子内に不斉炭素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２０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である。
請求項４０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Ｃ　Ｈ２基は、基−ｏ−−
ＣＯ−−ＯＣＯ−及び−Ｃ００−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　Ｈ２）請求項６の本
発明は、請求項４０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Ｃ　Ｈ２基は、基−ｏ−−ＣＯ−−ＯＣ
Ｏ−及び−Ｃ００−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　　（１１２Ｎ　　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）。
ＯＨ（ｎは１以−Ｆ、）、Ｒ４は炭化水素基であるが、
Ｒ４基中に存在するＣ　Ｈ２基は、基−０−−ＣＯ−Ｏ
ＣＯ−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。
ｑ− ＩＯ− Ｒ３ 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９の本発明は、強誘電性液晶組成物にエポキシ系
化合物が少なくとも−・種類添加され、液晶配向膜材料
として分子内に不斉炭素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１０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１１０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Ｒ５は炭化水素基
であるが、Ｒ５基中に存在するＣＨ２基は、基−０−−
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１３の本発明は、請求項１又は９０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８１１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Ｐ１としてヘリックス構造を有するポリ
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１４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１６の本発明は、請求項１４０４０本発明いて、
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１７０７０本発明請求項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１日の本発明は、請求項１７０７０本発明いて、
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−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−Ｒ１−ＮＨ２） 請求項１９０９０本発明請求項１７０７０本発明いて、
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−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２　　（）Ｈ２Ｎ　　Ｒ２） 請求項２００００本発明請求項１４の本発明において、
塩基性の置換基を有する化合物が式３で示される脂肪族
第２アミンであり、式中Ｒ３は（ＣＨ２）　ｎＯ）１　
（ｎは１以上）、Ｒ４は炭化水素基であるが、Ｒ４基中
に存在するＣ　Ｉ−（２基は、基−Ｑ−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３（ＩＩＮ＜　　　　） Ｉ＜ｓ 請求項２１の本発明は、請求項２００００本発明いて、
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２２の本発明は、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
としてヘリックス構造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２２の本発明において、
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２４０本発明は、請求項２２０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２５０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Ｃ１（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。
請求項２６の本発明は、請求項１４叉は２２０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。
作用 本発明は上記した液晶組成物及び液晶配向膜との組合せ
により、特性の経時的な劣化を防止し、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１−１３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ｌｌ上にイン
ジウム・錫酸化物よりなる透明電極（ＩＴＯ電極）層１
２を形成し、その上に配向膜として分子内に不斉炭素を
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。このようにして塗布された分子内に不斉
炭素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１テう。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ｆに示す。
液晶材料：　ＺＬ　ｌ−３６５４（ＭＥＲＣＫ社製）相
転移温度： Ｉ　ｓｏ−皿−ｃ　ｈ−７ＬＳ　ｍＡ　−且り、、Ｓ　
ｍｃ　”チルト角：　２５１、　　Ｐｓ：　２９ｎＣ／
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（分子量２３０　）を０．３重量％添加したとき
の相転移温度を以下に示す。
Ｉｓｏ　　ｆ１３　　Ｃｔｌ−ｕＳｍＡ　　５ｊ１３　
　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、ＤＳＣ（示差走査熱量計）により測定し
た。
なお、ポリオキシブ【二ｌピレンアミン（分子ｍ２３０
）の構造式は 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
値特性を示したものである。第２図（ａ）は強誘電性ｆ
＆　Ｍｔ　’ｊ；Ａ料としてＺｌ、■−３６５４のみを
セルに注入した場合、第２図（ｌ］）はＺ　Ｌ　Ｉ　　
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ｆｆ１２３０）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。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ｈｏ、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する。
なお、液晶はＺＬｌ、−３Ｆ；５４に限定されるもので
はない。また、透明電極Ｎ１２上に上下基板間での短絡
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分子内に不斉炭素を有するポ
リマーとしては、前記したＵＳＡ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、ヘモグロビン、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、アラニン、セリン、シス
チンなどのアミノ酸の単独重合体や共重合体およびそれ
らの混合物も利用できる。
前記した分子内に不斉炭素を有するポリマーの配向膜と
強誘電性液晶との絹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回性能
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
合物を単独もしくは２種類量」二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！・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４９５．０ｇ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
２．０μ、ｍ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５ｒｎｍ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２．０１１ｍ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、減圧下で開口部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６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　（ＺＬ［３６５４）　　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
（分子量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、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
、室内放置下で１０００時間後も変化することなく保持
された。
実施例３ ５．０ｇ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１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
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（ＺＬ　１３６５４）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１８２８：　シェル化学製）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、室内放置下で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（ＺＬ１３６５４）を用いたが添加物とし
ては０゜３用量％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、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
内放置下でｔ　ｏｏｏ時間後も変化することなく保持さ
れた。
実施例５ 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つ強誘電性液晶は同一の組成
物（ＺＬＩ３６５４）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４０ｏ）
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、室内放置下で１
０００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を八　　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（ＺＬ　Ｉ　３６５４）を
用い、添加物としては０．３重噴％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ノ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、室内放置下で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、Ｉ”ｌ゛Ｏ
Ｏ電極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６０ｎｍであった。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２．０ＩＬｍ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（、−１二側基板３
１）上に直径２．０７ｔｍの樹脂球を散布した一Ｌで、
−Ｌ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（ＺＬＩ３６トＤ
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℃４１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。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１４〜２６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ｌｌ上にインジ
ウム・錫酸化物よりなる透明電極（ｉ　”ｒ　ｏ電極）
Ｎ１２を形成し、その上に配向膜としてヘリックス構造
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。このようにして塗布されたヘリック
ス構造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′４−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　ｒ−３６５４（ＭＥＲＣＫ社製）相
転移温度： ｌ５ｏＪｌｆＬＣＪ］ｆｉ　　ＳｍＡ−侃−５ｍＣ’チ
ルト角：　２５Ｌ　　　Ｐｓ：　２９ｎＣ／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
子量２３０）を０．　３重量％添加したときの相転移温
度を以下に示す。
Ｉ　５ｏＪｌＪＬｃ　ｈ　　？ＪＬＳ　ｍＡ　−卸−５
ｍＣ”相転移温度は、偏光顕微鏡によるテクスチャー３
〇− 観察および、Ｉ）ＳＣ（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」二記の手順に従って完成した液晶セルのしき
い１直特性を示したものである。第５図（ａ）は強誘電
性液晶素子としてＺ　Ｌ　Ｉ　−３（３５４のみをセル
に注入した場合、第５図（ｂ）はＺＬＩ−３に５４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ブ
ＩＩＩピレンアミン（分子１２３０）を０．３用量％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２７ｚｍ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−：３１ 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■■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條飾の結果、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＠量％程度が適当である。
適量以下では−１−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　Ｌ　Ｉ　−３６５４に限定されるもの
ではない。また、透明電極層１２上に上Ｆ基板間での短
絡を防ぐ目的で絶り＃層を片面あるいは両面に形成した
一部に配向膜１；３を形成しても構わない。
また、配向膜として用いるヘリックス構造を有するポリ
マーとしでは、前記したＢＳＡや人血清アルブミン、兎
血清アルブミン等のような血清夕ンパク質や、卵白アル
フ゛ミンのようなアルフ′ミン類、ヘモグロビンなどを
含め種々のタンパク質が使用できる。また、アスパラギ
ン、グルタミン、ヒスチジン、ロイシン、メチオニン、
フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン、バリン
、アラニン、シスチンなとのアミノ酸の中、独重合体や
共屯合体およびそれらの混合物も利用できろ。
前記したヘリックス構造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、ブエニルエチル７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−・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ぜて用いるこ
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
ルを有するものなど液晶性を有するエポキシ系化合物を
甲、独もしくは２種類以り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の牛血清アルブミンを４９５．０ｇの純水に溶
かし、１．（）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−：１３− 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
て単一方向にラビング方向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ノｊ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として直径２．０μＩＴＩのガラス
ｌ１１１ｉ１ｉＩ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「：１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（」二側基板３１）上に直径２．０μｍの樹脂球を散
布した」−で、−１；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ＺＬ１３６５４、　）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６
相を示す温度すなわち８５℃１寸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８ ２．０ｇ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７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７に示した方
法により強誘電性液晶セルを作製した。但腰　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１ノンアミン（
分子量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、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、
室内放置下で１０００時間後も変化することなく保持さ
れた。
実施例９ ５．０ｇ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％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、室内放置下で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（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、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
内放置下で１０００時間後も変化することなく保持され
た。
実施例１１ １．５ｇのポリアラニンと１、Ｏｇ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（ＺＬＩ３６５／Ｌ）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、室内放置下で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６０ｎ　ｍであった。レーヨンの織布な
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５　ｍ　ｒｎ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　
）　ｌに直径２．０７ｚｍ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６
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。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分子内に不
斉炭素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、良好なメモリ
ー特性の確保され、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、上記した実施例でも示したように、請求項１４〜
２６の本発明にあっては、強誘電性液晶素子においてへ
リックス構造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、良好な
メモリー特性の確保され、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。
【図面の簡単な説明】
第１図は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を示す
平面図、第４図は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）は本発明の比較例のしきい
値特性を示すグラフ、第５図（ｂ）は本発明の一実施例
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。 １１・・・基板、１２・・・透明電極層、ｌ　３・・・
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　］■　正　道 第 つ 図 （２）のコ （ａ）の２ （ｂ）ｃｌ）１ （ｂ）の２ ○・ 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第 図 第 図 １　’１ ３１　・ 上側基板 ３２・ ３３・ ・下側基板 ・上側基板のラビング方向 ・基板 １２・　・ ・透明電極層 ・下側基板のラビング方向 １３・　・ 配向膜 ・スペーサ兼シール樹脂 １４・ ・スペーサ兼シール樹脂 ３６・　・ ・開口部 １５・　・ ・液晶 第 図 （ａ）のコ 伯）の２ （ｂ）す］ （ｂ）の２ ○・ ・電圧を印加時の相対輝度 ３１・ ３２・ クツ３ ３４・ クツ゛ ３６・ ・上側基板 ・下側基板 ・上側基板のラビング方向 下側基板のラビング方向 ・スペーサ兼シール樹脂 開口部

Claims (26)

    【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
    て分子内に不斉炭素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分子内に不
    斉炭素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
    してヘリックス構造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ヘリック
    ス構造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。
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