JPH0466488B2 - - Google Patents

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JPH0466488B2
JPH0466488B2 JP7257486A JP7257486A JPH0466488B2 JP H0466488 B2 JPH0466488 B2 JP H0466488B2 JP 7257486 A JP7257486 A JP 7257486A JP 7257486 A JP7257486 A JP 7257486A JP H0466488 B2 JPH0466488 B2 JP H0466488B2
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liquid crystal
formula
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tilt angle
helical structure
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JP7257486A
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JPS62231937A (ja
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Hiroyuki Kitayama
Kazuharu Katagiri
Kazuo Yoshinaga
Akira Tsuboyama
Kenji Shinjo
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
産業䞊の利甚分野 本発明は、液晶衚瀺玠子や液晶−光シダツタ等
で甚いる液晶玠子、特に匷誘電性液晶を甚いた液
晶玠子に関し、曎に詳しくは液晶分子の初期配向
状態を改善するこずにより、衚瀺特性を改善した
液晶玠子に関するものである。 埓来の技術 匷誘電性液晶分子の屈折率異方性を利甚しお偏
光玠子ずの組み合わせにより透過光線を制埡する
型の衚瀺玠子がクラヌクClark及びラガヌり
オルLagerwallにより提案されおいる特開
昭56−107216号公報、米囜特蚱第4367924号明现
曞等。この匷誘電性液晶は、䞀般に特定の枩床
域においお、カむラルスメクチツク盞
SmC*又は盞SmH*を有し、この状態
においお、加えられる電界に応答しお第の光孊
的安定状態ず第の光孊的安定状態のいずれかを
取り、䞔぀電界の印加のないずきはその状態を維
持する性質、すなわち双安定性を有し、たた電界
の倉化に察する応答も速やかであり、高速ならび
に蚘憶型の衚瀺玠子ずしおの広い利甚が期埅され
おいる。 この双安定性を有する液晶を甚いた光孊倉調玠
子が所定の駆動特性を発揮するためには、䞀察の
平行基板間に配眮される液晶が、電界の印加状態
ずは無関係に、䞊蚘぀の安定状態の間での倉換
が効果的に起るような分子配列状態にあるこずが
必芁である。たずえばSmC*たたはSmH*盞を有
する匷誘電性液晶に぀いおは、SmC*たたは
SmH*盞を有する液晶分子盞が基板面に察しお垂
盎で、したが぀お液晶分子軞が基板面にほが平行
に配列した領域モノドメむンが圢成される必
芁がある。 ずころで、匷誘電性液晶の配向方向ずしおは、
䞀般にラビング凊理や斜方蒞着凊理などによる䞀
軞性配向凊理を斜した配向制埡膜を甚いる方法が
知られおいる。 この埓来からの配向方法は、そのほずんどが双
安定性を瀺さないらせん構造をも぀匷誘電性液晶
に察するものであ぀た。䟋えば、特開昭60−
230635号公報に開瀺された配向方法は、双安定性
を瀺さないらせん構造の状態䞋で匷誘電性液晶を
ラビング凊理したポリむミド膜によ぀お配向制埡
するものであ぀た。 しかしながら、前述した劂きの埓来の配向制埡
膜をクラヌクずラガりオヌルによ぀お発衚された
双安定性を瀺す非らせん構造の匷誘電性液晶に察
する配向制埡に適甚した堎合には、䞋述の劂き問
題点を有しおいた。 発明が解決しようずする問題点 すなわち、本発明者らの実隓によれば、埓来の
配向制埡膜によ぀お配向させお埗られた非らせん
構造の匷誘電性液晶でのチルト角埌述の第図
に瀺す角床がらせん構造をも぀匷誘電性液晶で
のチルト角埌述の第図に瀺す䞉角錐の頂角の
の角床ず范べお小さくな぀おいるこずが
刀明した。特に、埓来の配向制埡膜によ぀お配向
させお埗た非らせん構造の匷誘電性液晶でのチル
ト角Ξは、䞀般に10°皋床で、その時の透過率は
せいぜい〜皋床であ぀た。 この様に、クラヌクずラガりオヌルによれば双
安定性を実珟する非らせん構造の匷誘電性液晶で
のチルト角がらせん構造をも぀匷誘電性液晶での
チルト角ず同䞀の角床をも぀はずであるが、実際
には非らせん構造でのチルト角Ξの方がらせん構
造でのチルト角より小さくな぀おいる。しか
も、この非らせん構造でのチルト角Ξがらせん構
造でのチルト角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垰因しおいるこ
ずが刀明した。぀たり、非らせん構造をも぀匷誘
電性液晶では、液晶分子が第図に瀺す様に基板
の法線に察しお䞊基板に隣接する液晶分子の軞
より䞋基板に隣接する液晶分子の軞ねじ
れ配列の方向ぞ連続的にねじれ角Ύでねじ
れお配列しおおり、このこずが非らせん構造での
チルト角Ξがらせん構造でのチルト角より小さ
くなる原因ずな぀おいる。 尚、図䞭は䞊䞋基板に圢成したラビング凊
理や斜方蒞着凊理によ぀お埗られた䞀軞性配向軞
を衚わしおいる。 ずころで、液晶の耇屈折を利甚した液晶玠子の
堎合、盎亀ニコル䞋での透過率は、 I0sin2 4Ξ sin2 Δndλπ 匏䞭I0は入射光匷床、は透過光匷床、Ξは
チルト角、Δnは屈折率異方性、は液晶局の膜
厚、λ入射光の波長である。 で衚わされる。前述の非らせん構造におけるチル
トΞは第ず第の配向状態でのねじれ配列した
液晶分子の平均分子軞方向の角床ずしお珟われる
こずになる。䞊匏によれば、かかるチルトΞが
22.5°の角床の時最倧の透過率ずなるが、双安定
性を実珟する非らせん構造でのチルト角Ξは倧き
くお10°皋床の角床であり、埓぀お衚瀺装眮ずし
おの適甚を考慮した時にはその透過率は〜
皋床で十分なものずはならない問題がある。 埓぀お、本発明の目的は、前述の問題点を解決
するこず、すなわち少なくずも぀の安定状態、
特に双安定性を実珟する非らせん構造の匷誘電性
液晶でのチルト角を増倧し、これによ぀お画玠シ
ダツタ開口時の透過率を向䞊させた液晶玠子を提
䟛するこずにある。 本発明の別の目的は、匷誘電性液晶のモノドメ
むン圢成に適した配向制埡膜を甚いた液晶玠子を
提䟛するこずにある。 問題点を解決するための手段及び䜜甚 すなわち、本発明は䞀察の平行基板ず、該䞀察
の平行基板の面に察しお垂盎な耇数の局を圢成し
おいる分子の配列をも぀匷誘電性液晶ずを有する
液晶玠子においお、前蚘䞀察の平行基板のうち少
なくずも䞀方の基板が前蚘耇数の局を䞀方向に優
先しお配向させる䞋蚘䞀般匏で瀺される構
造単䜍を有する高分子物質の被膜を有しおいるこ
ずを特城ずする液晶玠子である。 䞀般匏 匏䞭は次匏
【匏】
【匏】
【匏】
【匏】
【匏】
【匏】
【匏】
【匏】
【匏】
【匏】たたは
【匏】 で瀺される䟡の基を衚わす 以䞋、本発明を詳现に説明する。 第図は、本発明の液晶玠子の䞀実斜態様を瀺
す断面図である。第図に瀺す液晶玠子は、䞀察
の平行配眮した䞊基板及び䞋基板
ず、それぞれの基板に配線した透明電極ず
を備えおいる。䞊基板ず䞋基板
ずの間には匷誘電性液晶、奜たしくは少なくず
も぀の安定状態を瀺す非らせん構造の匷誘電性
液晶が配眮されおいる。 前述した透明電極ずは、匷誘電性
液晶をマルチプレクシング駆動するため、そ
れぞれストラむプ圢状で配線され、䞔぀そのスト
ラむプ圢状が互いに亀差させお配眮されおいるこ
ずが奜たしい。 本発明の液晶玠子は、基板ずにそ
れぞれ前蚘䞀般匏で瀺された高分子物質の
被膜で圢成した配向制埡膜ずが配眮
されおいる。 前蚘䞀般匏で瀺される構造単䜍を有する
高分子物質の具䜓䟋は、䞋蚘のずおりである。 基板䞊に䞊蚘䞀般匏で瀺される構造単䜍
を有するポリむミド系高分子の被膜を蚭けるため
にはポリアミツク酞を−メチルピロリドン
NMP、ゞメチルホルムアミドDMF、ゞメ
チルアセトアミドDMAC、ゞメチルスルホキ
サむドDMSO、硫酞ゞメチル、スルホラン、
ブチロラクトン、クレゟヌル、プノヌル、ハロ
ゲン化プノヌル、シクロヘキサノン、ゞオキサ
ンなどに溶解し、基板䞊に塗垃した埌、加熱凊理
しお脱氎閉環しおむミド結合を持たせるこずによ
り圢成する。 ポリむミド前駆䜓のポリアミツク酞はテトラカ
ルボン酞の無氎物ずゞアミンの瞮合により合成さ
れる。甚いられるテトラカルボン酞の無氎物ずし
おは−ビス4′−ゞカルボキシプニ
ルヘキサフルオロプロパン二酞無氎物が有甚で
ある。 ゞアミンずしおは、−プニレンゞアミン、
−プニレンゞアミン、4′−ゞアミノゞフ
゚ニル゚ヌテル、4′−ゞアミノゞプニルメ
タン、ベンゞゞン、4′−ゞアミノタヌプニ
ル、4′−ゞアミノゞプニルスルフむド、
4′−ゞアミノゞプニルスルホン、−
ゞアミノナフタレン、アミノヌ4′−ア
ミノプニル−トリメチルむンダ
ン、3′−ベンゟプノンゞアミン等が甚いら
れる。 このようにしお埗られたポリアミツク酞は極限
粘床η0.1〜5.0が奜たしい。埗られたポリ
アミツク酞を溶剀により垌釈したのち基板に塗垃
するこずで薄膜を圢成する。塗垃埌、100〜400℃
で脱氎閉環しおポリむミド高分子薄膜を蚭けるこ
ずができる。 これらの高分子物質の被膜は、絶瞁膜ずしおの
機胜をもたせるこずが可胜で、通垞100Å〜1Ό皋
床、奜たしくは500Å〜2000Åの範囲の膜厚で圢
成される。 又、これら高分子物質の被膜の圢成法ずしお
は、この高分子物質の溶液あるいはその前駆䜓溶
液をスピンナヌ塗垃法、浞挬塗垃法、スクリヌン
印刷法、スプレヌ塗垃法やロヌル塗垃法などの方
法によ぀お塗垃した埌、所定の硬化条件䟋えば
加熱䞋で硬化させる方法を甚いるこずができ
る。 次に、本発明の液晶玠子に甚いられる䞀察の平
行基板の面に察しお垂盎な耇数の局を圢成しおい
る分子の配列をも぀匷誘電性液晶に぀いお説明す
る。 第図は、らせん構造を甚いた匷誘電性液晶セ
ルの䟋を暡匏的に描いたものである。ず
は、In2O3SnO2やITOIndium Tin
Oxide等の透明電極がコヌトされた基板ガラ
ス板であり、その間に耇数の液晶分子局が
ガラス基板面に察しお垂盎な局ずなるよう配向し
たSmC*カむラルスメクチツク盞の液晶が
封入されおいる。倪線で瀺した線が液晶分子
を衚わしおおり、この液晶分子は、その分子
に盎亀した方向に双極子モヌメント⊥
を有しおいる。この時の䞉角錐の頂角をなす角床
がかかるらせん構造のカむラルスメクチツク盞で
のチルト角を衚わしおいる。基板ず
䞊の電極間に䞀定の閟倀以䞊の電圧を印加する
ず、液晶分子のらせん構造がほどけ、双極子
モヌメント⊥はすべお電界方向に向く
よう、液晶分子の配向方向を倉えるこずがで
きる。 しかし、このらせん構造を甚いた匷誘電性液晶
は、電界無印加時には、もずのらせん構造に埩垰
するもので、䞋述する双安定性を瀺さない。 本発明の奜たしい具䜓䟋では、少なくずも぀
の安定状態、特に双安定状態をも぀第図に瀺す
匷誘電性液晶玠子を甚いるこずができる。すなわ
ち、液晶セルの厚さを充分に薄くした堎合䟋え
ば1Όには、第図に瀺すように電界を印加し
おいない状態でも液晶分子のらせん構造はほど
け、非らせん構造ずなり、その双極子モヌメント
Pa又はPbは䞊向き又は䞋向きのど
ちらかの状態をずり、双安定状態が圢成される。
このようなセルに第図に瀺す劂く䞀定の閟倀以
䞊の極性の異なる電界EaたたはEbを付䞎するず、
双極子モヌメント電界Ea又はEbは電界ベクトル
に察応しお䞊向き又は、䞋向きず向
きを倉え、それに応じお液晶分子は第の安定状
態かあるいは第の安定状態の䜕れ
か䞀方に配向する。この時の第ず第の安定状
態のなす角床の1/2がチルト角Ξに盞圓しおいる。 このような匷誘電性液晶を光孊倉調玠子ずしお
甚いるこずの利点は぀ある。第に、応答速床
が極めお速いこず、第に液晶分子の配向が双安
定性を有するこずである。第の点を、䟋えば第
図によ぀お説明するず、電界Eaを印加するず
液晶分子は第の安定状態に配向するが、
この状態は電界を切぀おも安定である。又、逆向
きの電界Ebを印加するず、液晶分子は第の安
定状態に配向しお、その分子の向きを倉え
るが、やはり電界を切぀おもこの状態に留぀おい
る。又、䞎える電界Eaが䞀定の閟倀を越えない
限り、それぞれの配向状態にやはり維持されおい
る。このような応答速床の速さず、双安定性によ
るメモリヌ効果が有効に実珟されるには、セルず
しおは出来るだけ薄い方が奜たしく、䞀般的に
は、0.5Ό〜20Ό、特に1Ό〜5Όが適しおいる。この
皮の匷誘電性液晶を甚いたマトリクス電極構造を
有する液晶−電気光孊装眮は、䟋えばクラヌクず
ラガバルにより、米囜特蚱第4367924号明现曞で
提案されおいる。 本発明の液晶玠子で甚いるこずができる匷誘電
性液晶ずしおは、䟋えば−デシロキシベンゞリ
デン−p′−アミノ−−メチルブチルシンナメヌ
トDOBAMBC、−ヘキシロキシベンゞリ
デン−p′−アミノ−−クロルプロピルシンナメ
ヌトHOBACPC、−デシロキシベンゞリデ
ン−p′−アミノ−−メチルブチル−α−シアノ
シンナメヌトDOBAMBCC、−テトラデシ
ロキシベンゞリデン−p′−アミノ−−メチルブ
チル−α−シアノシンナメヌト
TDOBAMBCC、−オクチルオキシベンゞ
リデン−p′−アミノ−−メチルブチル−α−ク
ロロシンナメヌトOOBAMBCC、−オクチ
ルオキシベンゞリデン−p′−アミノ−−メチル
ブチル−α−メチルシンナメヌト、4′−アゟ
キシシンナミツクアシツド−ビス−メチルブ
チル゚ステル、−−−メチルブチル
レゟシリデン−4′−オクチルアニリン、−
2′−メチルブチルプニル−4′−オクチルオ
キシビプニル−−カルボキシレヌト、−ヘ
キシルオキシプニル−−2″−メチルブチル
ビプニル−4′−カルボキシレヌト、−オクチ
ルオキシプニル−−2″−メチルブチルビ
プニル−4′−カルボキシレヌト、−ヘプチル
プニル−−4″−メチルヘキシルビプニ
ル−4′−カルボキシレヌト、−2″−メチルブ
チルプニル−−4″−メチルヘキシルビ
プニル−4′−カルボキシレヌトなどを挙げるこ
ずができ、これらは単独又は皮以䞊組合せお甚
いるこずができ、又匷誘電性を瀺す範囲で他のコ
レステリツク液晶やスメクチツク液晶を含有させ
るこずができる。 又、本発明では匷誘電性液晶ずしおカむラルス
メクチツク盞を甚いるこずができ、具䜓的には、
カむラルスメクチツク盞SmC*、盞
SmH*、盞SmI*、盞SmK*や盞
SmG*を甚いるこずができる。 次に、本発明の液晶玠子においおは、前述した
配向制埡膜ずは、前述の高分子物質
の被膜衚面をラビング凊理などの䞀軞性配向凊理
を斜すこずによ぀お埗るこずができる。この際、
本発明では、ラビング軞などの䞀軞性配向軞を互
いに平行又は亀差させるこずができる。 特に、本発明では、第図に瀺す様に䞀軞性配
向軞を亀差させるこずが奜たしい。すなわち、第
図に瀺す様に、䞊基板ず䞋基板に圢成する䞀軞
性配向凊理面では、無電界時にそれぞれの䞀軞性
配向軞ずが第図に瀺すねじれ配列の方
向ずは反察方向の角床で亀差しおいる。
この様な䞀軞性配向凊理面の存圚䞋にカむラルス
メクチツク盞を該盞より高枩偎の盞より降枩で配
向させた時に、䞊䞋基板に隣接する液晶分子の軞
は互いに平行ずなる。このカむラルスメクチ
ツク盞では降枩䞋で䞀軞性配向軞ずの䞭
間の角床をも぀お配向したスメクチツク盞
SmAでの液晶分子の軞からチルト角Ξ
又は−Ξをも぀お液晶分子が配向し、第ず
第の安定状態チルト角Ξのずき第の安定状
態、チルト−Ξの時第の安定状態を圢成する
こずができる。 この液晶玠子では、盎亀ニコルの䞀方の偏光軞
を第の安定状態における分子軞方向に察応
する液晶分子の軞ず平行ずしお、他方の偏光
軞を偏光軞ず盎亀させた時に最倧コント
ラストを埗るこずができる。 本発明の奜たしい具䜓䟋では、亀流印加前凊理
により前述したチルトΞをらせん構造でのチルト
ず等しいか、あるいは同皋床の角床たで増倧さ
せるこずができる。この時のチルト角をΞ′ずす
る。この際に甚いる亀流ずしおは、電圧20〜500
ボルト、奜たしくは30〜150ボルトで呚波数10〜
500Hz、奜たしくは10〜200Hzを甚いるこずがで
き、その印加時間を数秒〜10分間皋床で亀流印加
前凊理を斜すこずができる。又、かかる亀流印加
前凊理は、液晶玠子を䟋えば映像信号や情報信号
に応じお曞蟌みを行う前の段階で行なわれ、奜た
しくはかかる液晶玠子を装眮に組蟌み、かかる装
眮を操䜜する時のり゚むトタむムで前述の亀流印
加前凊理を行なうか、あるいはかかる液晶玠子の
補造時でも亀流印加前凊理を斜すこずができる。 かかる亀流印加前凊理は、本発明者らが行な぀
た実隓、すなわち第図又は第図に瀺す双安定
状態をも぀匷誘電性液晶玠子に亀流電堎を印加す
るず、印加前のチルト角Ξがらせん構造でのチル
トず同皋床にたで増倧させたチルト角Ξ′ずする
こずができ、しかも第図に瀺す状態の堎合では
かかる亀流印加を陀去した埌であ぀おもその増倧
されたチルト角Ξ′を維持するこずができる。 又、かかる亀流印加前凊理は、自発分極の倧き
い匷誘電性液晶䟋えば25℃で5nccm2以䞊、奜
たしくは10nccm2〜300nccm2ncはナノクヌロ
ンを瀺す単䜍であるに察しお有効である。この
自発分極は100Όセルで䞉角波印加法*により枬定
するこずができる。 ゞダパニヌズ・ゞダヌナル・オブ・アプラむ
ド・フむゞツクスJapanese Journal of
Applied Physics2210号、661〜663頁
1983幎に掲茉されたケヌ・ミダサトK.
Miyasatoらの共著の“ダむレツクト・メ゜ツ
ド・りむズ・ドラむアングラヌ・り゚ヌブズ・フ
オヌ・メゞダヌリング・スポンタナス・ポヌラリ
れヌシペン・むン・プロ゚レクトリツク・リキ
ツド・クリスタル”“Direct Method with
Triangular Waves for Measuring
Spontaneous Polarization in Ferroelectric
Liquid Crystal”による。 本発明では、前述した配向制埡膜ず
のうち、䞀方の配向制埡膜に䜿甚を省略するこ
ずができる。又、本発明の別の具䜓䟋では、前述
した配向制埡膜ずのうち、䞀方の配
向制埡膜を別の配向制埡膜ずするこずも可胜であ
る。この他の配向制埡膜を圢成する被膜ずしお
は、䟋えばポリビニルアルコヌル、ポリアミド、
ポリ゚ステル、ポリむミド、ポリアミドむミド、
ポリ゚ステルむミドなどの被膜を挙げるこずがで
きる。又、他の配向制埡膜ずしおSiOやSiO2など
の無機物質を斜方蒞着によ぀お圢成したものも䜿
甚可胜である。 実斜䟋 以䞋、本発明を実斜䟋及び比范䟋を瀺し、さら
に具䜓䟋を挙げお説明する。 実斜䟋  枚の0.7mm厚のガラス板を甚意し、それぞれ
のガラス板の䞊に1000ÅのITO膜を圢成した。こ
のITO膜付きのガラス板のそれぞれに−ビ
ス4′−ゞカルボキシプニルヘキサフル
オロプロパン二酞無氎物ず−プニレンゞアミ
ンをのモル比で瞮合し、合成したポリアミ
ツク酞をNMPで重量に垌釈した液を回転数
3500r.p.mのスピンナヌで40秒間塗垃した。塗垃
埌、玄時間の加熱凊理を斜した。この時の塗膜
の膜厚は玄850Åであ぀た。 その被膜には、垃によるラビング凊理がなさ
れ、それぞれの配向制埡膜いおけるラビング軞を
互いに平行ずなる様に枚のガラス基板をセル組
みした。 セル厚䞊䞋基板の間隔は䞋基板に予め圢成
しおおいたフオトレゞストスペヌサヌで保持し
た。 この液晶セルこれを1.8ÎŒmセルずいうに䞋
述の混合液晶を等方盞䞋で真空泚入しおから、等
方盞から0.5℃で30℃たで埐冷するこずによ
り配向させるこずができた。以埌の実隓は30℃で
行぀た。
【衚】 盎亀ニコル䞋でこのセルを芳察するず、䞀様で
欠陥のない非らせん構造のカむラルスメクチツク
盞を圢成したモノドメむンが埗られおいた。 この液晶セルにパルス電界20V500ÎŒsec
を印加するこずにより、䞀方の安定状態に液晶分
子方向をそろえ、盎亀ニコル䞋で、液晶セルを回
転させながら透過光量が最も䜎くなる最暗状態ず
なる䜍眮を芋぀け、次に、前のパルスず逆極性の
パルス電界−20V500ÎŒsecを印加し、もう
䞀方の安定分子配列状態に転移させ、液晶セルを
回転させお、最暗状態ずなる角床を芋぀けた。以
䞊぀の最暗状態の䜍眮は、液晶の安定な平均的
分子軞を怜出しおいるこずに察応しこれらの間の
角床がチルト角2Ξに盞圓しおいる。 こうしお前述の液晶セルのチルト角を枬定した
ずころ、13°であ぀た。すなわち、本䟋の液晶セ
ルは、双安定性カむラルスメクチツク盞で実珟し
たメモリヌ状態䞋で、そのチルト角が埓来のもの
にはない倧きなチルト角を瀺しおいた。又、この
液晶セルにおける最明状態での透過光量を枬定し
たずころ、11であ぀た。この時の透過光量の枬
定は、フオトマルによ぀お行な぀た。 次に、本発明者らは、前述の液晶セルにおける
基板の法線方向に察する液晶分子のねじれ配列角
床ずその方向を枬定した。この枬定のために、前
述の液晶セルで甚いた1.8ÎŒmのフオトレゞストス
ペヌサに代えお、3.0ÎŒmのアルミナビヌズをスペ
ヌサずしお甚いたほかは、党く同様の方法で液晶
セル3.0ÎŒmセルずいうを䜜成した。 液晶分子のねじれ配列角床の枬定は、盎亀ニコ
ル䞋での最暗状態時の亀差角から、䞀方の怜光子
を回転させお、その亀差角を倉化させ、さらに暗
い状態ずなる䜍眮を芋぀け、盎亀時から䞀方の怜
光子を回転させた角床を枬定した。この角床は、
前述のねじれ角Ύに盞圓しおいる。 埓぀お、前述の3.0ÎŒmセルに関しお、芳察者か
ら芋お、時蚈たわりを正ずし、反時蚈たわ
りを負−ずするず、怜光子を盎亀ニコルから
負方向に〜7°回転し、次いで液晶セルを回転し
お暗状態を捜すこずができた。たた、偏光子を盎
亀ニコルから正方向に〜7°回転しおも同様に暗
状態が埗られた。埓぀お、この玠子での液晶分子
は、正方向にねじれ配列を圢成しおおり、䞊䞋基
板の隣接面にある液晶分子の長軞が10°〜14°のね
じれ角Ύをも぀おねじれおいるこずが刀぀た。 実斜䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルで甚いた平行なラビング
軞に代えお、負方向−に45°及び20°の角床で
亀差したラビング軞を甚いたほかは、実斜䟋ず
党く同様の方法で液晶セルを䜜成した。 この液晶セルのチルト角を枬定したずころ、䜕
れも14°であ぀た。これら぀の液晶セルは、䜕
れもSmC*の高枩偎にSmAが存圚しおいるが、
SmAの光軞は亀差したラビング軞のなす角床の
二等分線䞊に存圚しおいるこずが刀぀た。 次いで、䞊述した皮の液晶セルにそれぞれ電
圧70ボルトで呚波数70Hzの高電界亀流を玄分間
印加した亀流印加前凊理。この時のチルト角
Ξ′を枬定した。この結果を䞋蚘の衚に瀺す。
【衚】 この皮の液晶セルに぀お、前述の3ÎŒmセルの
液晶玠子でのねじれ角Ύを枬定した時の方法ず同
様の方法で第図に瀺すねじれ角Ύを枬定したず
ころ、亀差角−45°ず−20°の亀差ラビング軞を甚
いた液晶玠子では、䞊䞋基板の法線に察する液晶
分子のねじれ角Ύは芳察されず、䞊䞋基板に隣接
する液晶分子軞は互いに平行であるこずが刀぀
た。しかも亀差角−45°ず−20°の亀差ラビング軞
を甚いた液晶玠子では20ボルトず−20ボルトの
駆動甚矩圢パルスを1msecで亀互に印加し続けお
も衚のチルト角Ξ′を維持するこずができた。こ
れは、実際に映像信号や情報信号に応じお、この
液晶玠子に䟋えば特開昭59−193426号公報や特開
昭59−19347号公報に蚘茉された様な時分割駆動
法を適甚した堎合であ぀おも、最倧チルト角Ξ′を
維持するこずができる点に察応したものである。
又、この時の透過率を枬定したずころ、䜕れも玄
17であ぀た。 ねじれ角Ύをも぀ねじれ配列状態の方向は、基
板ずその界面付近の液晶ずの盞互䜜甚により決た
る。぀たり、界面付近の液晶分子の分極方向が基
板に察しお内向きか、倖向きかが、基板の性質に
より決められ、䞊䞋基板ずも同䞀の配向制埡膜を
甚いた堎合、基板間の液晶は匷制的にねじれ配列
をも぀お配向させられる。 基板の法線に沿぀たねじれ配列の方法ず䞀軞性
配向軞のずらし方向が同䞀方向の堎合、基板の界
面付近の分子は各基板の配向軞方向に配列するた
め、ねじれ配列状態がより安定化され、前述の亀
流印加前凊理の埌のチルト角Ξ′の状態では準安定
の配向状態ずなる。 前述の亀流印加前凊理の埌のチルト角Ξ′の状態
では界面付近の分子の分極が、䞀方の基板では内
向きで、他の基板では倖向きの配列をずる必芁が
ある。 液晶のねじれ配列方向ず反察方向に䞀軞性配向
軞をずらした堎合、すなわち、ねじれ配列方向ず
反察方向の角床で䞀軞性配向軞を亀差した堎合、
分子分極ず界面ずの盞互䜜甚による安定化゚ネル
ギヌよりも、䞀軞配向性軞による匷制的なアンカ
リングによる安定化゚ネルギヌの方が倧きく、埓
぀お安定なチルト角Ξ′をも぀状態が実珟できる。 埓぀お、透過率が高い匷誘電性液晶玠子を実珟
するためには、ねじれ配列状態を解消し、しかも
亀流印加前凊理によ぀お付加された理想的な配列
状態を安定化する方向に䞀軞性配向軞に互いにず
らすこずが必芁である。その方向ずは、液晶ず基
板界面によ぀お決められるねじれ角Ύをも぀液晶
のねじれ配列方向の反察方向である。 比范䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルを䜜成した時に甚いた配
向制埡膜ずしお、3′4′−ゞプニルテ
トラカルボン酞無氎物ず−プニレンゞアミン
ずをのモル比で脱氎瞮合反応させお埗たポ
リアミツク酞の3.5重量−メチル−−ピロ
リドン液による塗垃膜を脱氎閉環させお圢成した
ポリむミド膜にラビング凊理したものに代えお䜿
甚したほかは、党く同様の方法で液晶セルを䜜成
した。 この液晶セルにおけるチルト角Ξず透過率を実
斜䟋ず同様の方法で枬定したずころ、チルト角
Ξは6°〜8°で、その時の透過率は〜皋床で
あ぀た。すなわち、本比范セルは、双安定性カむ
ラルスメクチツク盞で実珟したメモリヌ状態䞋で
のチルト角が小さく、又その透過率は衚瀺装眮に
適甚するには党く䞍十分である。 比范䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルを䜜成した時に甚いた配
向制限膜ずしお、3′4′−ゞプニルテ
トラカルボン酞無氎物ず4′−ゞアミノゞプ
ニルずをのモル比で脱氎瞮合反応させお埗
たポリアミツク酞の3.5重量−メチル−−
ピロリドン液による塗垃膜を脱氎閉環させお圢成
したポリむミド膜にラビング凊理したものに代え
お䜿甚したほかは、党く同様の方法で液晶セルを
䜜成した。 この液晶セルにおけるチルト角Ξず透過率を実
斜䟋ず同様の方法で枬定したずころ、チルト角
Ξは6°〜7°で、その時の透過率は〜皋床で
あ぀た。 比范䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルを䜜成した時に甚いた配
向制埡膜ずしお、3′4′−ゞプニルテ
トラカルボン酞無氎物ず4′−ゞアミノタ−フ
゚ニルずをのモル比で脱氎瞮合反応させお
埗たポリアミツク酞の3.5重量−メチル−
−ピロリドン液による塗垃膜を脱氎閉環させお圢
成したポリむミド膜にラビング凊理したものに代
えお䜿甚したほかは、党く同様の方法で液晶セル
を䜜成した。 この液晶セルにおけるチルト角Ξず透過率を実
斜䟋ず同様の方法で枬定したずころ、チルト角
Ξは5°〜7°で、その時の透過率は〜皋床で
あ぀た。 実斜䟋 〜12 実斜䟋の1.8ÎŒmセルで甚いた配向制埡膜の代
りに、䞋蚘の衚に瀺す出発原料を瞮合しお合成
したポリアミツク酞から埗たポリむミドを甚い
お、衚に挙げた被膜を圢成し、該被膜をラビン
グ凊理したものを䜿甚したほかは、実斜䟋ず党
く同様の方法で液晶セルを䜜成しおから、同様の
方法で液晶セルにおけるチルト角Ξず、その時の
透過率を枬定した。その結果を衚に瀺す。
【衚】
【衚】
【衚】
【衚】 発明の効果 本発明の液晶玠子による配向制埡によれば、匷
誘電性液晶、特に非らせん構造によ぀お埗られる
少なくずも぀の安定状態をも぀匷誘電性液晶の
モノドメむンを埗るこずができる点に第の効果
を有し、さらに匷誘電性液晶の非らせん構造によ
぀お発珟する少なくずも぀の安定状態䞋、特に
双安定状態䞋、すなわち、メモリヌ状態䞋で
のチルト角Ξを増倧させるこずができる点に第
の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第図は本発明の液晶玠子の぀の実斜態様を
衚わす断面図、第図はらせん構造の匷誘電性液
晶を甚いた液晶玠子を暡匏的に衚わす斜芖図、第
図は非らせん構造の匷誘電性液晶を甚いた液晶
玠子を暡匏的に衚わす斜芖図、第図は基板の䞀
軞性配向軞ず非らせん構造の匷誘電性液晶分子の
軞ずの関係を衚わす説明図、第図は本発明の液
晶玠子で甚いた䞀軞性配向軞ず液晶分子の軞ずの
関係を衚わす説明図である。   䞊基板、  䞋基板、
  透明電極、  匷誘電性液
晶、  配向制埡膜、  基
板、  液晶分子局、  液晶分子、
  双極子モヌメント、  第の安定
状態、  第の安定状態、  䞊
向き双極子モヌメント、  䞋向き双極子
モヌメント、  らせん構造でのチルト角、Ξ
  非らせん構造でのチルト角、EaEb  電
界、  䞊䞋基板に圢成した䞀軞性配向軞、
  䞊基板に隣接する液晶分子の軞、 
 䞋基板に隣接する液晶分子の軞、  ねじ
れ配列の方向、Ύ  ねじれ角、  䞊基板
に圢成した䞀軞性配向軞、  䞋基板に圢成
した䞀軞性配向軞、  䞊䞋基板に隣接する
液晶分子の軞、  SmAでの液晶分子の軞、
  ねじれ配列の方向ず反察方向、  
盎亀ニコルの䞀方の偏光軞、  盎亀ニコル
の他方の偏光軞。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  䞀察の平行基板ず、該䞀察の平行基板の面に
    察しお垂盎な耇数の局を圢成しおいる分子の配列
    をも぀匷誘電性液晶ずを有する液晶玠子におい
    お、前蚘䞀察の平行基板のうちの少なくずも䞀方
    の基板が前蚘耇数の局を䞀方向に優先しお配向さ
    せる䞋蚘䞀般匏で瀺される構造単䜍を有する高分
    子物質の被膜を有しおいるこずを特城ずする液晶
    玠子。 䞀般匏 匏䞭は次匏【匏】 【匏】【匏】 【匏】 【匏】 【匏】 【匏】 【匏】【匏】 【匏】たたは 【匏】 で瀺される䟡の基を衚わす  前蚘匷誘電性液晶が少なくずも぀の安定状
    態をも぀液晶である特蚱請求の範囲第項蚘茉の
    液晶玠子。  前蚘匷誘電性液晶が双安定性をも぀液晶であ
    る特蚱請求の範囲第項蚘茉の液晶玠子。  前蚘匷誘電性液晶がカむラルスメクチツク液
    晶である特蚱請求の範囲第項蚘茉の液晶玠子。  前蚘匷誘電性液晶が非らせん構造のカむラル
    スメクチツク液晶である特蚱請求の範囲第項蚘
    茉の液晶玠子。
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AU610606B2 (en) * 1987-07-15 1991-05-23 Government of the United States of America as represented by the Administrator of the National Aeronautics and Space Administration (NASA), The Process for preparing low dielectric polyimides
JP2894565B2 (ja) * 1989-03-20 1999-05-24 日本電信電話株匏䌚瀟 接着性耐熱コヌティング剀
US5272247A (en) * 1990-10-19 1993-12-21 Hitachi, Ltd. Polyimide precursor, cured product thereof, and processes for producing them
US5536584A (en) * 1992-01-31 1996-07-16 Hitachi, Ltd. Polyimide precursor, polyimide and metalization structure using said polyimide
JP3738469B2 (ja) * 1995-07-27 2006-01-25 日立化成工業株匏䌚瀟 ポリむミド及びこれを甚いた光郚品
JP5583573B2 (ja) * 2010-12-28 2014-09-03 株匏䌚瀟 新芏ポリアミック酞、新芏ポリむミド及び新芏ゞアミン化合物

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