JPH05216032A

JPH05216032A - 液晶素子

Info

Publication number: JPH05216032A
Application number: JP4780992A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Takao; 英昭高尾; Makoto Kojima; 誠小嶋; Masanobu Asaoka; 正信朝岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-02-05
Filing date: 1992-02-05
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【構成】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種以上の成分よりなる複合配向膜を有する液晶素
子において、該複合配向膜の少なくとも１種の成分は単
体でラビング処理により一軸配向性を有するポリイミド
あるいはポリアミドであり、かつ他の成分は単体で垂直
配向性を有するものよりなる液晶素子。前記単体で垂直
配向性を有する成分は、その構造中にフッ素原子を含有
するポリマー又は化合物が好ましい。【効果】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。

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４３６７９２
４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、

【０００６】

【数１】（式中、Ｉ₀ ：入射光強度、Ｉ：透過光強度、θ：チル
ト角、Δｎ：屈折率異方性、ｄ：液晶層の膜厚、λ：入
射光の波長である。）

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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
（後述の図３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。

【００１２】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。

【００１３】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Ｖ_rev が生じ、こ
の逆電界Ｖ_rev 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」１４２〜１４３頁
の「ＳＳＦＬＣのスイッチング特性」で明らかにされて
いる。

【００１４】

【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の大きなチルト角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。

【００１５】

【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種以上の成
分よりなる複合配向膜を有する液晶素子において、該複
合配向膜の少なくとも１種の成分は単体でラビング処理
により一軸配向性を有するポリイミドあるいはポリアミ
ドであり、かつ他の成分は単体で垂直配向性を有するも
のよりなることを特徴とする液晶素子である。

【００１６】以下、本発明を詳細に説明する。図１は本
発明の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Ｉｎ₂ Ｏ₃ やＩＴＯ（イン
ジウムチンオキサイド；ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯ
ｘｉｄｅ）等の透明電極１２ａと１２ｂで被覆された基
板（ガラス基板）であり、その上に２００Å〜１５００
Å厚の絶縁膜１３ａと１３ｂ（例えば、ＳｉＯ₂ 膜、Ｔ
ｉＯ₂ 膜、Ｔａ₂ Ｏ₅ 膜など）と前記複合配向膜で形成
した５０Å〜１０００Å厚の配向膜１４ａと１４ｂとが
各々積層されている。

【００１７】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１１
ｂ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．
１μｍ〜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１
５が配置されている液晶間距離は、配向膜１４ａと１４
ｂ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。

【００１８】本発明における複合配向膜に用いる一軸配
向性を有するポリイミドあるいはポリアミドは、一般に
直線性の高い化学構造が好ましく、例えば、以下に示す
様なテトラカルボン酸二無水物あるいはジカルボン酸
と、ジアミンとから合成される。

【００１９】テトラカルボン酸二無水物：

【００２０】

【化１】など、ジカルボン酸：

【００２１】

【化２】など、ジアミン：

【００２２】

【化３】など。

【００２３】本発明における複合配向膜に用いる垂直配
向性を有する成分としては、膜の表面エネルギーを低下
させる含フッ素系のポリマーあるいは化合物が好まし
い。

【００２４】含フッ素系のポリマーとしては、例えば下
記に示すポリフマル酸エステル系ポリマー

【００２５】

【化４】

【００２６】（ただし、Ｒ：

【００２７】

【化５】−（ＣＨ₂ ）_L （ＣＦ₂ ）_m ＣＦ₃ Ｌ≧０，ｍ≧０を示す。）あるいは、環状のパーフルオロポリマー等が挙げられ
る。

【００２８】また、含フッ素系化合物としては、例えば
下記に示すフルオロアルキルシラン化合物

【００２９】

【化６】ＣＦ₃ （ＣＦ₂ ）_a （ＣＨ₂ ）_b Ｓｉ（ＯＭｅ）₃ （ただし、ＭｅはＣＨ₃ 、ａ≧０，ｂ≧０を示す。）等
が挙げられる。

【００３０】本発明では、複合成分により配向膜が形成
されており、従来、単体としては材料の選択が難しかっ
た大きなチルト角の得られる配向膜の機能を、一軸性機
能に有効なポリイミドあるいはポリアミドと、プレチル
ト向上機能に有効な含フッ素系成分とに分けもたせてい
る。したがって、簡便な方法で表示特性の優れた液晶素
子を得ることができる。

【００３１】本発明で用いる複合配向膜を基板上に設け
る際には、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸、あ
るいはポリアミド溶液と含フッ素系ポリマーあるいは含
フッ素系化合物溶液とを、所望のプレチルトを有する配
向状態に合わせ、各々任意の割合で混合し、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、１００〜３００℃、好ましく
は２００〜３００℃の温度で加熱し形成する。混合割合
は材料によって変わってくるが、一般には、一軸性機能
に有効な成分を５０％以上１００％未満（すなわち、プ
レチルト向上機能に有効な成分を０％より多く、５０％
未満）に設定され、より望ましくは一軸性機能に有効な
成分を７０％以上９５％未満（すなわち、プレチルト向
上機能に有効な成分を５％以上３０％未満）に設定され
る。この複合配向膜は、しかる後に布などでラビング処
理される。又、本発明で用いる複合配向膜は３０Å〜１
μｍ程度、好ましくは１００Å〜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１３
ｂ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の上に複合配向膜を設ける際には、
この複合配向膜の膜厚は５００Å以下、好ましくは３０
０Å以下に設定することができる。

【００３２】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
０．８μｍ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。

【００３３】

【化７】

【００３４】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。）

【００３５】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、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、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２
１ａ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。

【００３６】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（３４
ｂ）のどちらかの状態をとる。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】次に、図４は本発明の液晶素子における複
合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。

【００４０】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５３の
底面５４（円形）に沿った位置を変化させて配列してい
る。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】次に、図７（ａ）は、Ｃ−ダイレクタ８１
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は前述した本
発明の複合配向膜に施したラビング処理軸を示し、６１
ａは配向状態Ｕ₁ での平均分子軸、６１ｂは配向状態Ｕ
₂ 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。

【００４４】次に、逆電界Ｖ_rev 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。

【００４５】液晶セルの絶縁層（配向膜）の容量Ｃ_i 、
液晶層の容量をＣ_LC及び液晶の自発分極をＰｓとする
と、残像の原因となるＶ_rev は、下式で表わされる。

【００４６】

【数２】

【００４７】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Ｖ_rev 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Ｖ_rev 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。

【００４８】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Ｖ_rev 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Ｖ_rev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。

【００４９】本発明によれば、前述した様に、特定の複
合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。

【００５０】本発明の液晶素子は、ラビング処理した特
定の複合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。

【００５１】

【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。

【００５２】実施例１１０００Å厚のＩＴＯ膜が設けられている１．１ｍｍ厚
のガラス板を２枚用意し、それぞれのガラス板上に、あ
らかじめ単体では、一軸配向性を有することが確認され
ている下記の構造式（Ｉ）で示すポリアミド酸のＮ−メ
チル−２−ピロリドン／ｎ−ブチルセロソルブ＝５／１
の３．０重量％溶液と、あらかじめ単体では、垂直配向
性を有することが確認されている“ＣＹＴＯＰ”（商品
名、旭硝子社製：成分、環状パーフルオロポリマー、濃
度３．０重量％）溶液とを重量比で４：１に混合した
後、スピンコートで成膜した。次いで、約１時間，２５
０℃で加熱処理を施し、複合配向膜を得た。この時の膜
厚は約３００Åであった。

【００５３】

【化８】

【００５４】次に、この様にして形成された塗布膜に、
ナイロン殖毛布による一方向ラビング処理を行なった。
その後、平均粒径約１．５μｍ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。

【００５５】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。

【００５６】

【数３】（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）

【００５７】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５０μｓｅｃ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１３°であり、最暗状態時
の透過率は１％で、明状態時の透過率は２０％であり、
従ってコントラスト比は２０：１であった。また、残像
の原因となる光学応答の遅れは０．３秒以下であった。

【００５８】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Ｓ_N ，Ｓ_N+1 ，Ｓ_N+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−Ｓ_N ）は、情報線Ｉ
と走査線Ｓ_N 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 ＝２０〜７０
μｓｅｃで行った。

【００５９】実施例２以下に示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。

【００６０】

【化９】

【００６１】あらかじめ単体で、一軸配向性を有するこ
とが確認されている（Ａ），及び垂直配向性を有するこ
とが確認されている（Ｂ）を、（Ａ）：（Ｂ）＝５：１混合配向材実施例１と同様の試験を行い、セルのコントラスト比＝
１８：１、光学応答のおくれ時間＝０．３秒の結果を得
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、コントラスト及び残像について
は実施例１と同様の良好な結果が得られた。

【００６２】実施例３以下に示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。

【００６３】

【化１０】

【００６４】ＣＦ₃ （ＣＦ₂ ） _７ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｓｉ（ＯＣＨ₃ ）₃ （Ｄ）あらかじめ単体で、一軸配向性を有することが確認され
ている（Ｃ），及び垂直配向性を有することが確認され
ている（Ｄ）を、（Ｃ）：（Ｄ）＝１０：１混合配向材

【００６５】実施例１と同様の試験を行い、セルのコン
トラスト比＝１８：１、光学応答のおくれ時間＝０．３
秒の結果を得た。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、コントラスト及び
残像については実施例１と同様の良好な結果が得られ
た。

【００６６】比較例１以下に示したポリイミド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。

【００６７】

【化１１】

【００６８】実施例１と同様の試験を行い、セルのコン
トラスト比＝８：１、光学応答のおくれ時間＝２．０秒
の結果を得た。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、劣っ
た特性であった。

【００６９】比較例２以下に示したポリアミド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。

【００７０】

【化１２】

【００７１】実施例１と同様の試験を行い、セルのコン
トラスト比＝６：１、光学応答のおくれ時間＝２．２秒
の結果を得た。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、劣っ
た特性であった。

【００７２】

【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
配向状態を示す斜視図である。

【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】本発明における複合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Ｖ_rev 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ラビング処理軸６１ａ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８１Ｃ−ダイレクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【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種以上の成分よりなる複合配向膜を有する液
晶素子において、該複合配向膜の少なくとも１種の成分
は単体でラビング処理により一軸配向性を有するポリイ
ミドあるいはポリアミドであり、かつ他の成分は単体で
垂直配向性を有するものよりなることを特徴とする液晶
素子。
【請求項２】前記単体で垂直配向性を有する成分が、
その構造中にフッ素原子を含有するポリマーである請求
項１記載の液晶素子。
【請求項３】前記単体で垂直配向性を有する成分が、
その構造中にフッ素原子を含有する化合物である請求項
１記載の液晶素子。