JPH0457024A - 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１ノビも市場
に出始めている。ｆｉ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、メモリー性なと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、　
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１ｊ１１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（ｉＱ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
った課題を有しでいる。

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！１１１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キ■酸物との糾合ぜによる新規な
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１０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ｂｏされ、液
晶配向膜材料としてタンパク質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である。

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５０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ｌ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ずろ強誘電性液晶素子で
ある。

式１　　（Ｈ２Ｎ−Ｒ＋　　ＮＨ２） 請求項６０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
あ劣が、Ｒ２基中に存在するＣＨ２基は、基−０−−−
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Ｒ１は（ＣＨ２）ｎ０Ｈ（ｎは１
以上）、Ｒ４は炭化水素基であるが、Ｒ，１基中に存在
するＣ　Ｈ２基は、基−Ｏ＝　　−ＣＯ−ＯＣＯ−及び
−ＣＯＯ−の少なくとも一種により置換されでもよいこ
とを特徴とする強誘電性液晶素子である。

Ｒ３ 式３（Ｉ（Ｎ＜　　　　　） 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１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
してタンパク質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−Ｉ＋ Ｒ５は炭（Ｌ水素基であるが、Ｒ５基中に存在するＣ１
−（２基は、基−〇−１−、−−、−２及び−ＣＯＯ−
の少なくとも−・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９の本発明におい
て、　　ｉ１１晶配向膜がラピンゲにより、配向処理が
施されていることを特徴とする強誘電性）α品素子であ
る。

請求項１／１の本発明は、強誘電性液晶組成物に塩基性
の置換基を有ずろ化合物が少なくとも−・種類添加され
、液晶配向膜材１°３Ｉとしで光学活性なポリマーが使
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１５０５０本発明請求項１４一記載の本発明にお
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１￥１１４記載の不発明に
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１７の本発明は、請求ｘｉ　１４一記載の本発明
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１７記載の本発明におい
て、脂肪族第１アミンが式１で示され、式中１＜１は炭
化水素基であるが、Ｒ１基中に存在するＣ　ｌ−（２基
は、基−０−−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＋−Ｎｌ２） 請求項１９０９０本発明請求項１７記載の本発明におい
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Ｃ［【２基は、基
−０−−ＣＯ−−ＯＣＯ及び−Ｃ００−の少なくとも一
種により置換され−Ｃもよいことを特徴とする強誘電性
液晶素子である。

式２　　　　（ｆ（２Ｎ−Ｆ＜２） 請求項２００００本発明請求項１４記載の本発明におい
′Ｃ，塩基性の置換系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（ＣＦ（２）　、
、ＯＨ（ｎは１以上）、Ｒ，は炭化水素基であるが、Ｒ
４基中に存在するＣ　Ｈ２基は、基−〇−ＣＯ−−ＯＣ
Ｏ−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＜　　　　　） 請求項２１０本発明は、請求項２０記載の本発明におい
て、脂肪族第２アミンがヘンシ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、液晶配向膜月利
として光学活性な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記載の本発明におい
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２４−の本発明は、請求項２２記載の本発明にお
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２２記載の本発明におい
て、エポキシ系化合物が式４で示され、式中Ｒｓは炭化
水素基であるが、Ｒｒ、基中に存在するＣ１１２基は、
基−〇−１−ｃ　ｏ　−−ｏ　ｃ　ｏ　−及び−〇’Ｏ
Ｏ−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記載の本発
明において、液晶配向膜がラビングによリ、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糾合ぜ
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乞こ
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ｉｔ」二にインジウム・＠ＲＷ
Ｉｉ化物よりなる透明電極（１１”　Ｏ電極）！１２を
形成し、その−Ｌに配向膜としてタンパク質を主成分と
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（スビンコー］・）法、浸漬塗布法、ロール
ニ１−）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
うここして塗布されたタンパク質膜にラビング等の配置
、６− 自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・ン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枚の基板を貼合わぜ、スパー１ノ兼シール
樹脂１４を硬化した１組　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７ＪＩ＋されたｔα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。

以下に本発明のに記実流側の作用を説明する。

最初乞こ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（へ４ＥＲＣＫ社製
）相転移温度： Ｉ　ｓｏ、−８１−ｃ　ｈ　ｌｆ３　　Ｓ　ｍＡＪＬＬ
−５ｍＣ”チルト角：２５１、　　Ｐｓ：　、２９　ｎ
Ｃ／　ｃｍ２また、脂肪族アミンとしてポリオキシブ［
２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　　Ｃｈ−一１３工Ｓｍ八−Ｊ−９−
５ｌｌＩｃ　”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２３０）の
構造式は である。

第２図は、配向膜１３とし゛Ｃ牛血清アルブミン（ｒ３
　Ｓ八）を用い上記の手用ａ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
誘電性液晶材料としてＺ　Ｌ、１−３６５４のみをセル
に注入し・た場合、第２図（ｂ）はＺ　Ｌ　Ｉ　　３　
Ｇ　５４に塩基性の置換基を有する化合物の一例として
ポリオキシプロピレンアミン（分子量２３０　）を０゜
３正単％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、ｌ　０００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２７１ｍ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、Ｘ
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重量％程度が適当である。

適漬以ｒ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Ｚ　Ｌ、　［−３６５４に限定されるもの
ではない。また、透明電極層１２」二に４−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」―に配向膜１３を形成しても構わな一１９＝ また、配向膜として用いろタンパク質としては、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
うな血清タンパク質や、卵白アルブミンのようなフルア
ミン類、ヘモグロビン、キモトリプシン、コンカナバリ
ンＡなどを含め種々のタンパク質が使用できる。

前記したタンパク質の配向膜と強誘電性液晶との糾合ぜ
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１ｊｌ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、フェニルコニチルアミン、フェニル）
“ロピルアミン、ペンシ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種類以り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種類以りを組み合わけて用いるこ
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４９５．０ｇ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弔一方向ｔこラビング処理
を行ない配向膜を完成した。こうして生血清アルブミン
の配向膜を形成したカラス基板を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パー−１ｆ兼シール樹脂３５とし
て直径２．０ノ月ｎ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　ｍ幅
の開口部３３６を残して他の全周に０．２ｍｒｎ幅で印
刷し、もう一方の基板（上側基板３１　）　、、にに直
径２゜Ｏ）ｉ　ｒｎの樹脂球を散イ〔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
ＺＬＴ３６５　Ｑ−）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８
５°Ｃ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Ｊ１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２ ５．０ｇのキモトリプシンを４９５．０ｇの純水で希釈
し、１．０重量％のキモトリプ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キモト
リプシ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１１１１
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 ５．０３の人血清アルブミンを４９５．０ｇの純水で希
釈し、１．０重量％の人血清アルブミン希釈溶液をＡＩ
ＤＩ製した。この溶液を用いて実施例１に示した方法に
より人血清アルフ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（ＺＬＩ３６５４）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Ｊ１う
の無いｐ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用量％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（Ｚ　Ｌ、　１３６５４　）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ｊ＃、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５ １．０ｇのキモトリプシンと１．５ｇの牛血清アルブミ
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（Ｚ
ＬＩ３６５４）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　ｒｎであった。レーヨンの織布
を用いて単一方向６一 にラビング処理を行ない配向膜を完成した。こうしてボ
リイミ］・の配向膜を形成したカラス基板を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３
５として直径２．０ノＬｒｎ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５ｍ
ｍ幅の開口部３６を残して他の全周に０゜２　ｍ　ｒｎ
幅で印刷し、もう一方の基板（−ｈ側基板３１）上に直
径２−０７１ｎ１の樹脂球を散布した一部で、Ｉ；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
キシ樹脂で到［ト、シた。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ｆ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１］上にインジ
ウＪ１・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光学活性なポリマー
を主成分とする溶液を用い−Ｃ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光学活性なポリマー膜にラ
ビング等の配向処理を施ずことにより配向膜１３とする
。配向膜１３を形成した一方の基板の配向膜１：３側に
カ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で残し、
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−・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
樹脂で刺止して液晶セルを完成した。

以下に本発明の」二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：　Ｚ　Ｌ　Ｉ　　３６５１Ｌ　（Ｍ　Ｅ　Ｒ
ＣＫ社製）相転移温度： Ｉｓｏ、□　Ｃｈ　　’７！３−　ＳｍＡ　−皿−Ｓｍ
Ｃ”チルト角：　　２５Ｌ　　　Ｐｓ：　２９ｎＣ／ｃ
ｍ２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ｆ１２３０）を（）、３重量％添加したとき
の相転移温度を以下に示す。

１’　Ｓ　Ｏ−８；ＬＣｈ−ヱ３−　　　ＳｍＡ　−」
■Ｌ　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、ポリオキシプロピレンアミン（分子量２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ＺＬＩ　　３６５４のみをセルに注入した
場合、第５図（ｂ）はＺＬ　ｌ−３（３５４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重置％添加して得ら
れる強誘電性液晶キ■酸物をセルに注入した場合の、１
０００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、透明電極層１２］二にｔ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光学活性なポリマーとしては
、前記したＢＳＡや人血清アルブミン、兎血清アルブミ
ン等のような血清タンパク質や、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、Ｄ−アスパラギン酸、Ｄ−グルタミン酸、Ｄ−リ
ジン、Ｄ−アルギニン、Ｄ−ヒスチジン、Ｄ−）リブト
ファン、Ｄ−プロリン、■）−アラニン、Ｄ−セリン、
Ｄ−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あるいは［、−アスパラギン酸、Ｌ
−グルタミン酸、■。

−リジン、Ｌ−アルキニン、Ｌ−ヒスチジン、Ｌトリプ
トファン、Ｌ−プロリン、［、−アラニン、Ｌ−セリン
、Ｌ−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。

前記した光学活性なポリマーの配向膜と強誘電性液晶と
の糾合せにより籾量の配向性能や、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籾量性能を長時間にわた
って保持させＡ、かためである。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
、−：３２ 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Ｊ＼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−に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■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６ ５．０ｇの牛血清アルブミンを４．９５．０ｇ（７）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Ｉ’ｒＯ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カラス基板を２枚用意し、第
：３図に示すようにその片方の基板（例えは下側基板３
２）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０．２ｍｍ幅で印刷し
、もう一方の基板（−に側基板３１）上に直径２．０７
ｚｍの樹脂球を散布した」；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
平行でかつ配向膜面を対向させた状態で加圧し、１／１
０℃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、１３６
５４）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重重％
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℃ｉ＝３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」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７ ２．０ｇのポリーＤ−アラニンを４９８．０ｇの純水で
希釈し、０．４重針％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６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６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（Ｚ　Ｌ　ｌ　’、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
１ｖ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８ ２．０ｇのポリーＬ−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６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６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、１３６５４）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ｆｆ１２３０）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ｌ　００（）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４９５．０　ｇの純水で
希釈上　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６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６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（）、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−ドで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−Ｃ実施例６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６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　Ｌ　’Ｉ　３６５４．　）　　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 ２．５ｇのし一グルタミン酸／Ｌ−リジン共重合体を４
９７．５ｇの純水で希釈し、０．５重量＝３８− ％の希釈溶液を調製した。この溶液を用いて実施例６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
６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
、添加物としては０．３重里％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１２ １．０ｇのポリイミドワニスと１．５ｇのポリーＤ−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６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６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、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
（へ電圧印加により、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−１−３，１１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６Ｏｎ　＋１１であった。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
ーザ兼シール樹脂３５として直径２．０７１ｍ／ＩＯ− のガラスｍ１ｔｔ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）七に直径２．０７ｔｔｎ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、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（Ｚ
ＬＩ３６５４）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刺止した。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。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１〜１３０本
発明にあっては、強誘電性液晶素子においてタンパク質
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１１う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、１−記した実施例でも示したようζこ、請求項１
４〜２６の本発明にあっては、強誘電性液晶素子におい
て光学活性な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一実施例の概略構
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（１））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（＋！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、１３・・・配
向膜、１４、コ３５・・・スペーザ兼シール樹脂、１５
・・・液晶、３１・・・上側基板、３２・・・下側基板
、３３・・・−ト側基板のラビング方向、３４・・・下
側基板のラビング方向、３６・・・開【」部。 代理人　弁理士　　松　１）正　道 −４３＝ 第 図 Ｃａ）の１ （ａ）　ｆ）２ （ｂ）０）１ （ｂ）の２ 印加型…（Ｖ） 印加電圧（Ｖ） Ｏ・　・ ×　・　・ ・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
３図 菜４　図 ３１　・　・ ３２・　・ ３５・　・ 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 一／ ニド・・基板 １２・・・透明電極層 １３・・・配向刺彎臘 １４・・・スペーサ兼シール樹脂 １５・・・液晶 第 図 （ａ）の］ （ａ）の２ （ｂ）す］ （ｂ）の２ 印加電圧（Ｖ） 印加電圧（Ｖ）

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
   てタンパク質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タンパク質
   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
    して光学活性な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７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光学活性
    な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。