JPH06242451A

JPH06242451A - 液晶素子

Info

Publication number: JPH06242451A
Application number: JP3049393A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsuda; 宏松田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1994-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】スイッチング過程におけるヒステリシスや残
像現象を抑え高密度且つ大面積で階調駆動に適した液晶
素子を提供する。【構成】本発明は、液晶素子の電極と液晶配向層との
間に、主鎖構造がπ電子共役系である高分子からなる層
を介在させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示装置や液晶プリンタ
に用いられる光学変調素子としての液晶素子（光学変調
素子）に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示装置に用いられる液晶素子の一例に
アクティヴマトリクス駆動方式を用いた液晶素子があ
る。この素子では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が画素
毎に配置されマトリクス接続されている。係るＴＦＴ
に、ゲートオンパルスを印加してソースとドレイン間を
導通状態とした上で、映像画像信号をソースから印加し
てキャパシタにこれを蓄積し、係る蓄積された画像信号
に対応させてツイステッド・ネマチック液晶（ＴＮ液
晶）を駆動させている。この際、映像画像信号の電圧を
変調することによって、階調表示が行なわれている。

【０００３】しかし、この様なＴＮ液晶を用いたアクテ
ィヴマトリックス駆動方式の液晶素子では、使用するＴ
ＦＴが複雑な構造を有しているために製造行程数が多
く、製造コストが高くなる上に、係るＴＦＴを構成して
いる薄膜半導体（例えば、ポリシリコン、アモルファス
シリコン）を、広い面積にわたって均一に被膜形成する
ことが困難である。

【０００４】一方、低い製造コストで製造出来るものと
して、ＴＮ液晶を用いたパッシヴマトリクス駆動方式の
表示パネルが知られているが、この表示パネルでは走査
線（Ｎ）が増大するに従って、１画面（１フレーム）を
走査する間に１つの選択点に有効な電界が印加されてい
る時間（デューティー比）が１／Ｎの割合で減少し、こ
のためクロストークが発生し、しかも高コントラストの
画像とならない等の欠点を有している。更に前記デュー
ティー比が低くなると、電圧変調によって各画素の階調
を制御することが困難になる。

【０００５】これらに対して、単純マトリックス駆動で
ありながら、高精細の表示パネルを提供できるものとし
て、強誘電性液晶分子を利用した液晶表示装置が、特開
昭５６−１０７２１６号公報又は、米国特許第４，３６
７，９２４号明細書等においてＣｌａｒｋ及びＬａｇａ
ｒｗａｌｌにより提案されている。

【０００６】この強誘電性液晶素子は、双安定な二つの
液晶配向状態の制御に基づいた二値表示法であるため、
階調表示を行う際には、幾つかの解決すべき技術課題も
存在する。例えば、それは一般に液晶配向層はポリイミ
ド等の誘電体で構成されているので、係る誘電体層にお
いて電荷蓄積が起こり、スイッチング過程におけるヒス
テリシスやスイッチング後の逆電界発生に伴う残像現象
である。

【０００７】（発明の概要）本発明は、以上述べた技術
的課題に鑑みなされたものであり広い面積にわたって高
密度画素を簡易に作成し、また駆動するに適した液晶素
子を提供することにある。

【０００８】本発明の別の目的は、スイッチング過程に
おけるヒステリシスや残像現象を抑制できる液晶素子を
提供することにある。

【０００９】更に、本発明の他の目的は階調駆動を行う
に適した液晶素子を提供することにある。

【００１０】上記の目的は、対向する第１の電極及び第
２の電極と、該第１及び第２の電極上にそれぞれ形成し
た第１及び第２の液晶配向層と、該第１の液晶配向層と
第２の液晶配向層との間に配置した強誘電性液晶とを有
する画素を配列した液晶素子において、該第１の電極と
該第１の液晶配向層との間及び該第２の電極と該第２の
液晶配向層との間に、それぞれ主鎖構造がπ電子共役系
である高分子から成る層を介在せしめたことを特徴とす
る液晶素子により達成される。

【００１１】本発明によれば、電極と液晶配向層との間
に、主鎖構造がπ電子共役系である高分子からなる層を
介在させることにより、ヒステリシスが少なく且つ駆動
しきい値が低くなり、しかも残像の残らない液晶素子を
提供することができる。

【００１２】（好適な実施態様の説明）以下、図面を参
照しながら、本発明の好適な実施態様について説明す
る。

【００１３】図１は本発明の一実施態様による液晶素子
の模式的断面図であり、一画素部分を拡大して示してい
る。

【００１４】一方の基板３１の上には第１の電極３２が
設けられており、該第１の電極３２の上には主鎖構造が
π電子共役系の高分子からなる第１の層３３が設けら
れ、その上には第１の液晶配向層３４が設けられてい
る。

【００１５】同様に対向基板となる第２の基板３５の上
にも、第２の電極３６、主鎖構造がπ電子共役系の高分
子からなる第２の層３７、第２の液晶配向層３８が順に
設けられている。

【００１６】そして、第１及び第２の配向層３４、３８
間には強誘電性液晶１が注入されている。

【００１７】又、３９は基板間隔を一定に保つ為のスペ
ーサーである。

【００１８】そして、本発明に用いられるπ電子共役系
高分子層３３、３７としては、その主鎖構造がπ電子共
役系でできている有機高分子材料であればよく、例え
ば、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリパラフ
ェニレンビニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポ
リキノリン、ポリピリジン、ポリアニリン、ポリカルバ
ゾール、ポリチエニレン、ポリパラフェニレンスルフィ
ド、ポリチアジル、ポリジベンゾチオフェンスルフィ
ド、ポリフラン等を用いることができる。また、これら
の混合物や、堆積時の成膜性を高める等の目的で側鎖に
各種の置換基を導入してもよい。これらの有機高分子材
料を第１及び第２の電極３２、３６上に形成する方法と
しては、周知のディップ（浸漬）法、スピンコート法、
ラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法等の湿式法の
他、蒸着法等を利用することが出来る。また、上記高分
子材料に直接、或は、π電子共役系高分子層形成後に、
Ｉ₂，Ｂｒ₂，Ｎａ，ＡｓＦ₅，ＣｌＯ₄ ^-，ＰＦ₆ ^-，Ｃｌ^-
等のドーパントをドーピングしたものを用いてもよい。
係るドーピング操作は不可欠ではないが、液晶駆動時の
ヒステリシスを充分に解消，若しくは減少させる為に必
要に応じて予め（液晶注入前）に行っておくことが好ま
しい。ドーピング後の該π電子共役系高分子層の導電率
の下限としては、１０^-10Ｓ／ｃｍ以上、好ましくは１
０^-6Ｓ／ｃｍ以上、より好ましくは１０^-4Ｓ／ｃｍ以上
であり、導電率の上限は１０⁰Ｓ／ｃｍ以下である。ド
ーピング後のドーパント安定化させる目的で、必要に応
じてドーピング後、ポストベークを行うこともできる。

【００１９】又、第１及び第２の電極としては酸化ス
ズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等
の透明導電材料が好ましく用いられる。これらの材料は
スパッタリング法、イオンプレーティング法等により好
ましく形成できる。

【００２０】第１及び第２の液晶配向層３４、３８とし
ては種々の有機高分子材料、例えば、ポリビニルアルコ
ール、ポリアミド、ポリアミド酸、ポリイミド、ポリイ
ミド−アミド等を用いることが出来るが、現状では液晶
配向特性の観点から、ポリイミドの利用が最も一般的で
ある。また、上記材料を適宜混合して用いても良い。

【００２１】これらの有機高分子材料をπ電子共役系高
分子層３３、３７上に形成する方法としては、ディップ
（浸漬）法、スピンコート法、ラングミュア・ブロジェ
ット（ＬＢ）法等の湿式法の他、蒸着法等を利用するこ
とが出来る。

【００２２】液晶駆動特性、特にヒステリシスや逆電界
発生の解消の観点からは、係る液晶配向層の電気容量成
分を大きくすること、すなわち、係る液晶配向層の膜厚
を出来る限り薄くすることが好ましい。一方、液晶配向
特性の観点からは、液晶配向層の厚さが極端に薄いと、
良好なものが得られない場合があり、加えて膜厚や表面
の均一性も不可欠である。そこで、本発明の液晶配向層
としては、その膜厚が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、より好
ましくは３ｎｍ以上７ｎｍ以下の範囲にあることが望ま
しく、かつ、その均一性に優れるものである必要があ
る。従って現状では、ＬＢ法によって係る液晶配向層を
形成するのが最も好ましい。

【００２３】液晶配向膜材料として、ポリイミド又はポ
リイミド−アミドを用いる場合には、先ずその前駆体で
あるポリアミック酸膜を形成した後、これを加熱焼成、
若しくは化学処理して脱水イミド環化することにより、
所望のポリイミド膜又はポリイミド−アミド膜を得る。
この脱水イミド環化が加熱焼成に拠る場合、下地のπ電
子共役系高分子層が、係る加熱操作によって変成する可
能性もあり、焼成条件には注意を払う必要がある。特に
係るπ電子共役系高分子層にドーピングを行う場合に
は、予め係るπ電子共役系高分子層をドーピングした後
にポリイミド前駆体膜を堆積し、これを加熱焼成（イミ
ド化）するという工程を採ると、加熱焼成時に脱ドープ
反応が起こることもあるので、イミド化を行った後に、
ドーピング操作を行うことが望ましい。勿論係る工程を
採る場合、液晶配向層の膜厚が余り厚いと、ドーピング
が十分に行なわれない恐れがある。然し、先に述べたよ
うに液晶配向層の膜厚が１０ｎｍ程度以下である場合に
は問題はない。

【００２４】そして、液晶の一軸配向性や基板面に対す
る液晶分子の分子軸の傾き（プレチルト角）等を制御す
る配向規制力を該液晶配向層に持たせる為に、その表面
をラビング処理する。

【００２５】本発明に用いられる液晶としては少なくと
も２つの安定状態を有する液晶としての強誘電性を有す
るカイラルスメクチック液晶が最も好ましく、その内、
カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ^*）、Ｈ相（Ｓｍ
Ｈ^*）、Ｉ相（ＳｍＩ^*）、Ｆ相（ＳｍＦ^*）やＧ相（Ｓ
ｍＧ^*）の液晶が適している。以下、係る強誘電性液晶
について簡単に説明する。

【００２６】強誘電性液晶については、Ｒ．Ｂ．Ｍｅｙ
ｅｒらの“ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＬｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌｓ”（ＬｅＪｏｕｒｎａｌｄｅ
ＰｈｙｓｉｑｕｅＬｅｔｔｒｅ誌，第３６巻Ｌ−６９
頁，１９７５年），Ｎ．Ａ．Ｃｌａｒｋ及びＳ．Ｔ．Ｌ
ａｇｅｒｗａｌｌの“ＳｕｂｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄＢ
ｉｓｔａｂｌｅＥｌｅｃｔｒｏ−ＯｐｔｉｃＳｗｉ
ｔｃｈｉｎｇｉｎＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ”
（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ
誌，第３６巻第１１号８９９頁，１９８０年），福田敦
夫，竹添秀男共著“強誘電性液晶の構造と物性”（コロ
ナ社，１９９０年）等に記載されており、本発明ではこ
れらに開示されている強誘電性液晶を用いることが出来
る。

【００２７】具体的には、本発明に用いられる強誘電性
液晶化合物の例としては、デシルオキシベンジリデン−
ｐ−アミノ−（２−メチル）−ブチルシンナメート（Ｄ
ＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジリデン−ｐ−ア
ミノ−（２−クロロ）−プロピルシンナメート（ＨＯＢ
ＡＣＰＣ）及び４−（２−メチル）−ブチル−ｏ−レゾ
ルシリデン−４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）等
が挙げられる。これらの材料を用いて液晶素子を構成す
る場合、液晶化合物がＳｍＣ^*，ＳｍＨ^*，ＳｍＩ^*，Ｓ
ｍＦ^*，ＳｍＧ^*となるような温度状態に保持するため、
必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅ブロック
等により保持することが出来る。

【００２８】図２は強誘電性液晶セルを説明する為の模
式図である。１１と１２はＩｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂やＩＴＯ
（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）等の透明電極が
形成された透明基板（ガラス基板）であり、その間に液
晶分子層１５がガラス面と交差するように配向させたＳ
ｍＣ^*相の液晶が封入されている。１３が液晶分子を表
しており、この液晶分子１３は、その分子長軸に直交す
る方向に双極子モーメント（Ｐ⊥）１４を有している。
基板１１と１２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１３の螺旋構造がほどけ、双極子モ
ーメント１４は全て電界方向に向くように液晶分子１３
の配向方向を変えることが出来る。液晶分子１３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面の上下に互いにク
ロスニコルの位置関係に配置した偏光子を設ければ、電
圧印加極性によって透過光強度が変化する液晶光学変調
素子となる。更に液晶セルの厚さを１μｍとなるように
充分に薄くした場合には、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螺旋構造がほどけ（非螺
旋構造）、その双極子モーメント（Ｐ又はＰ′）は、上
向き２１又は下向き２２の何れかの配向状態をとる。こ
の様な液晶セルに、一定の閾値以上の極性の異なる電界
ＥまたはＥ′を付与すると、双極子モーメントは電界Ｅ
又はＥ′の電界ベクトルに対応して、上向き２１又は下
向き２２と向きを変え、それに応じて液晶分子は第１の
安定状態２３（明状態）か或いは第２の安定状態２４
（暗状態）の何れか一方に配向する。

【００２９】この様な強誘電性液晶を光学変調素子とし
て用いることの利点は２つある。第１に応答速度が極め
て速いこと、第２に液晶分子の配向状態が双安定性を有
することである。第２の点を例えば図３によって説明す
ると、電界Ｅを印加すると液晶分子は第１の安定状態２
３に配向するが、この状態は電界を切っても保持され
る。また逆向きの電界Ｅ′を印加すると、液晶分子は第
２の安定状態２４に配向し、矢張り電界を切ってもその
状態が保持される。即ち、各安定状態はメモリー機能を
有している。以上述べた応答速度の速さと双安定性が有
効に実現されるか否かは、液晶セルとしては出来るだけ
薄い方が好ましく、一般的には０．５μｍ以上２０μｍ
以下、特に１μｍ以上５μｍ以下が適している。この種
の強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造を有する液
晶−電気光学素子は、例えばＮ．Ａ．Ｃｌａｒｋ及び
Ｓ．Ｔ．Ｌａｇｅｒｗａｌｌにより、前述した米国特許
第４，３６７，９２４号明細書にて提案されている。

【００３０】以上述べた構成を有する液晶素子の液晶駆
動特性において、従来の液晶素子即ち第１及び第２のπ
電子共役系高分子層が存在せず、電極上に直接ポリイミ
ド類から成る液晶配向層が堆積している構造を有する液
晶素子と比較して異なる点を列挙すると、（１）液晶駆動電圧の閾値の低下（２）液晶駆動時のヒステリシスの減少（３）液晶駆動時の残像現象の減少の３点を挙げることができる。

【００３１】本発明の液晶素子において、何故上記のよ
うな変化が見られるのかという機構は学術的には不明で
あるが、電極と係る電極に隣接する層との間に形成され
た電気的な狭膜の特性に基づくものと考えられる。係る
狭膜の電気特性は、上記隣接層の種類に大きく依存する
筈であり、該隣接層が本発明におけるπ電子共役系高分
子層である場合、該隣接層がポリイミド等のその主鎖が
π電子共役系のみで構成されていない高分子層である場
合と比較して、その抵抗成分が小さく、かつ容量成分が
大きくなっていることが考えられる。

【００３２】

【実施例】

（実施例１）一対（２枚）のガラス基板上に、それぞれ
透明電極としてＩＴＯを反応性スパッタにより厚さ１２
０ｎｍに形成した後、これを洗浄し、ついで、ヘキサメ
チルジシラザン蒸気にこれを曝露し、表面を疎水性にし
た。

【００３３】次に、式（１）に示すポリアニリンをＬＢ
法を用いて上記透明電極付き基板に堆積させて、π電子
共役系高分子層を形成した。以下、係るポリアニリン層
の堆積方法について述べる。

【００３４】

【外１】

【００３５】ポリアニリンをＮ，Ｎ−ジメチルアセトア
ミド（ＤＭＡｃ）に単量体換算濃度１ｍＭに溶かした溶
液と、ドコサン酸を同溶媒に同濃度に溶かした溶液と
を、１：１（ｖ／ｖ）に混合した試料溶液を水温２０℃
の純水上に展開した。次に表面圧を３０ｍＮ／ｍにまで
高めて、ポリアニリンとドコサン酸との混合物の水面上
単分子膜を形成した。係る表面圧を一定に保ちながら、
上述の基板を前記水面上単分子膜を横切る方向に、速度
５ｍｍ／ｍｉｎで静かに浸漬し、引き続いて同速度でこ
れを引き上げ、該基板上にポリアニリンとドコサン酸と
の混合物の２層のＹ型単分子累積膜（ＬＢ膜）を形成し
た。係る操作を繰り返し行って、１６層のポリアニリン
とドコサン酸との混合物ＬＢ膜を形成した。次に、係る
基板を真空下、８０℃で１０分間アニールして、ドコサ
ン酸を蒸発除去し、ポリアニリンＬＢ膜から成る膜厚
９．６ｎｍのπ電子共役系高分子層（膜厚９．６ｎｍ）
を得た。

【００３６】次に、係るポリアニリンＬＢ膜上に、式
（２）に示すポリイミドをＬＢ法を用いて堆積し、液晶
配向層とした。以下、係るポリイミドＬＢ膜の形成方法
について述べる。

【００３７】

【外２】

【００３８】式（３）に示すポリアミド酸をＤＭＡｃに
単量体換算濃度１ｍＭに溶かした溶液と、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルヘキサデシルアミンを同溶媒に濃度２ｍＭに溶かし
た溶液とを、１：１（ｖ／ｖ）に混合して作成したポリ
アミド酸ヘキサデシルアミン塩溶液を、水温２０℃の純
水上に展開した。次に表面圧を３０ｍＮ／ｍにまで高め
て、ポリアミド酸ヘキサデシルアミン塩の水面上単分子
膜を形成した。係る表面圧を一定に保ちながら、上述の
基板を前記水面上単分子膜を横切る方向に、速度５ｍｍ
／ｍｉｎで静かに浸漬し、引き続いて同速度でこれを引
き上げ、該基板上にポリアミド酸ヘキサデシルアミン塩
の２層のＹ型単分子累積膜（ＬＢ膜）を形成した。係る
操作を繰り返し行って、１０層のポリアミド酸ヘキサデ
シルアミン塩ＬＢ膜を形成した。次に、係る基板を真空
下、２５０℃で３分間加熱焼成して、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ヘキサデシルアミン蒸発除去すると共に、ポリアミド酸
を脱水環化せしめて、膜厚５ｎｍのポリイミドＬＢ膜か
ら成る液晶配向層を得た。

【００３９】

【外３】

【００４０】次に係る基板を、１Ｎの硫酸中に１時間浸
漬し、ドーピングを行った。該基板を流水洗浄し、窒素
ブロウによる乾燥後、真空下、６５℃で１２時間ポスト
ベークを行った。係る時点で、ポリアニリン層の導電率
を測定した所、２×１０^-2Ｓ／ｃｍであった。

【００４１】次に、上記液晶配向層表面を押し込み量を
０．４ｍｍ，回転数１０００ｒｐｍ，速度１２ｍｍ／ｓ
ｅｃとしたラビング処理を行った。

【００４２】次に、平均粒径１．５μｍのアルミナビー
ズを一方の基板上に散布した後、一対の基板のラビング
方向が反平行になるように、また、面内方向に関してラ
ビング方向が互いに１０°の角度を有するように該一対
の基板を重ねあわせて、液晶セルを作成した。

【００４３】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）を主
成分とするブレンド液晶等方相下で真空注入してから、
０．５℃／ｈの速度で３０℃まで除冷し、前出の図１に
示すような構造を有する液晶素子を作成した。

【００４４】係る液晶素子を一対のクロスニコル偏光子
の間に挟み込み、各種電圧印加時における透過光強度を
測定することによって、液晶駆動特性を調べた。先ず、
パルス幅１００μｓｅｃ、波高値−２０Ｖのリセットパ
ルスを印加して、一旦、全面を黒状態（係る状態の透過
率を０％とする）とし、次にパルス幅２０μｓｅｃの書
き込みパルスを印加し、係る書き込みパルス印加後、２
６．７ｍｓｅｃ後の透過率を測定した。最終的に全面が
白状態（この時の透過率を０％とする）になるまで、書
き込みパルスの波高値を徐々に増加させていった時の、
書き込みパルスの波高値と透過率との関係（Ｖ−Ｔ特
性）を図４に示す（○印、及び実線）。引き続いて、全
面白状態から徐々に書き込みパルスの波高値を減少させ
ていった時の、Ｖ−Ｔ特性を矢張り図４にｘ印及び破線
で示す。図４から明らかなように、書き込みパルスの波
高値の増加時、及び減少時との間のヒステリシスは非常
に小さいことがわかった。また、書き込みパルス印加後
の遅延（光学応答遅れ）を測定した所、０．１ｓｅｃ以
下であり、残像減少に関しても好結果を得た。

【００４５】比較例１ポリアニリンから成るπ電子共役
系高分子層の堆積を省略し、透明電極上に直接ポリイミ
ドから成る液晶配向層を形成した他は、実施例１と全く
同様にして作成した液晶素子を、矢張り実施例１と全く
同様の信号パルスを用いてＶ−Ｔ特性を測定した所、図
５に示す結果を得た。図５より明らかなように、若干の
ヒステリシスが観測され、また、スイッチングの為の閾
値も増加した。この他、光学応答の遅れは０．２ｍｓｅ
ｃであった。

【００４６】（実施例２）実施例１におけるポリイミド
ＬＢ膜から成る液晶配向層の層数を８層とし膜厚を４ｎ
ｍに変更した他は、実施例１と全く同様にして液晶素子
を作成した。係る液晶素子を、実施例１と全く同様の信
号パルスを用いてＶ−Ｔ特性を測定した所、図６に示す
結果を得た。図６より明らかなように、ヒステリシスは
殆ど観測されず、スイッチングの為の閾値は、実施例１
の場合よりも低下した。この他、光学応答の遅れは０．
１ｍｓｅｃ以下であった。

【００４７】（実施例３）実施例１における、ポリアニ
リンから成るπ電子共役系高分子層の堆積方法をＬＢ法
からスピンコート法に変更した他は、実施例１と全く同
様にして液晶素子を作成した。以下、係るポリアニリン
層の堆積方法について述べる。

【００４８】式（１）に示すポリアニリンを２−Ｎ−メ
チルピロリドンに濃度１重量％に溶かし、これを濾過し
た後、メチルセロソルブで２：１（ｖ／ｖ）に稀釈し
た。係る溶液を、回転数１０００ｒｐｍ，２０ｓｅｃの
条件で基板上にスピンコートして、膜厚４ｎｍのπ電子
共役系高分子層を形成した。

【００４９】係る液晶素子を、実施例１と全く同様の信
号パルスを用いてＶ−Ｔ特性を測定した所、図４と略同
等の結果を得、ヒステリシスは極めて小さいことがわか
った。この他、光学応答の遅れは０．１ｍｓｅｃ以下で
あった。

【００５０】（実施例４）実施例１におけるπ電子共役
系高分子層を、ポリアニリンＬＢ膜からポリパラフェニ
レンビニレンＬＢ膜に変更し、更にその後のドーピング
方法を変更した他は、実施例１と全く同様にして液晶素
子を作成した。係るポリパラフェニレンビニレンＬＢ膜
は、周知の方法（Ｙ．Ｎｉｓｈｉｋａｔａ，Ｍ．Ｋａｋ
ｉｍｏｔｏ及び、Ｙ．Ｉｍａｉ，ＴｈｉｎＳｏｌｉｄ
Ｆｉｌｍｓ誌、第１７９巻（１９８９年）、１９１−
１９７頁参照）に従って、２０層積層し膜厚８ｎｍとし
た。係るポリパラフェニレンビニレンＬＢ膜上に、実施
例１と同一のポリイミドＬＢ膜を堆積した後、ＳＯ₃ガ
ス雰囲気下に５分間曝露してドーピングを行った。係る
時点で、ポリパラフェニレンビニレンＬＢ膜の導電率を
測定した所、１×１０^-6Ｓ／ｃｍであった。

【００５１】係る液晶素子を、実施例１と全く同様の信
号パルスを用いてＶ−Ｔ特性を測定した所、図４と略同
等の結果を得、ヒステリシスは極めて小さいことがわか
った。この他、光学応答の遅れは０．１ｍｓｅｃ以下で
あった。

【００５２】（実施例５）実施例１におけるπ電子共役
系高分子層を、ポリアニリンＬＢ膜からポリピロールＬ
Ｂ膜に変更した他は、実施例１と全く同様にして液晶素
子を作成した。以下、係るポリピロールＬＢ膜の形成方
法について述べる。

【００５３】式（４）に示すポリピロール誘導体を、ク
ロロホルムに単量体換算濃度１ｍＭに溶かした試料溶液
を、水温２０℃の純水上に展開した。次に表面圧を２０
ｍＮ／ｍにまで高めて、ポリピロール誘導体の水面上単
分子膜を形成した。係る表面圧を一定に保ちながら、上
述の基板を前記水面上単分子膜を横切る方向に、速度１
５ｍｍ／ｍｉｎで静かに浸漬し、引き続いて同速度でこ
れを引き上げ、該基板上にポリピロール誘導体の２層の
Ｙ型単分子累積膜（ＬＢ膜）を形成した。係る操作を繰
り返し行って、１０層のポリピロール誘導体ＬＢ膜を膜
厚６ｎｍとして形成した。

【００５４】

【外４】

【００５５】ドーピングは、実施例１と同様にして、液
晶配向層堆積後に行った。係る時点で、ポリピロール誘
導体ＬＢ膜の導電率を測定した所、５×１０^-9Ｓ／ｃｍ
であった。

【００５６】係る液晶素子を、実施例１と全く同様の信
号パルスを用いてＶ−Ｔ特性を測定した所、スイッチン
グ閾値が約２Ｖ高かった他は、図４と略同等の結果を
得、ヒステリシスは極めて小さいことがわかった。この
他、光学応答の遅れは０．１ｍｓｅｃ以下であった。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、（１）液晶駆動電圧の閾値の低下（２）液晶駆動時のヒステリシスの減少（３）液晶駆動時の漸増現象の減少といった特性を有する液晶素子を作成出来るので、高品
位な諧調表示素子を提供することが出来、またその駆動
に要する電力を低減することができる。従って、高密度
画素の表示パネル又は光シャッタアレイに適した液晶素
子を提供することが出来る、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様による液晶素子の模式的断
面図。

【図２】本発明に用いられる強誘電性液晶の特性を説明
する為の模式図。

【図３】本発明に用いられる強誘電性液晶の特性を説明
する為の模式図。

【図４】本発明の実施例１による液晶素子の駆動特性を
示す図。

【図５】比較例による液晶素子の駆動特性を示す図。

【図６】本発明の実施例２による液晶素子の駆動特性を
示す図。

【符号の説明】

１強誘電性液晶２画素１１透明基板１２透明基板１３液晶分子１４双極子モーメント１５液晶分子層２１上向きの双極子モーメント２２下向きの双極子モーメント２３液晶分子（第１の安定状態）２４液晶分子（第２の安定状態）３１基板３２第１の電極３３第１のπ電子共役高分子層３４第１の液晶配向層３５基板３６第２の電極３７第２のπ電子共役高分子層３８第２の液晶配向層３９スペーサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する第１の電極及び第２の電極と、
該第１及び第２の電極上にそれぞれ形成した第１及び第
２の液晶配向層と、該第１の液晶配向層と第２の液晶配
向層との間に配置した強誘電性液晶とを有する画素を配
列した液晶素子において、該第１の電極と該第１の液晶
配向層との間及び該第２の電極と該第２の液晶配向層と
の間に、それぞれ主鎖構造がπ電子共役系である高分子
から成る層を介在せしめたことを特徴とする液晶素子。
【請求項２】前記強誘電性液晶がカイラルスメクチッ
ク液晶である請求項１に記載の液晶素子。
【請求項３】前記液晶配向層が、ポリイミド膜である
ことを特徴とする請求項１及び２に記載の液晶素子。
【請求項４】前記液晶配向層の厚さが、１ｎｍ乃至１
０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の
液晶素子。
【請求項５】前記主鎖構造がπ電子共役系である高分
子が、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリパラ
フェニレンビニレン、ポリピロール、ポリチオフェン、
ポリキノリン、ポリピリジン、ポリアニリン、ポリカル
バゾール、ポリチエニレン、ポリパラフェニレンスルフ
ィド、ポリチアジル、ポリジベンゾチオフェンスルフィ
ド、ポリフランから選択される少なくとも１つである
か、あるいは、その誘導体であることを特徴とする請求
項１及び２に記載の液晶素子。
【請求項６】前記主鎖構造がπ電子共役系である高分
子が、ドーパントをドーピングされたものであることを
特徴とする請求項１及び２に記載の液晶素子。
【請求項７】前記液晶配向層がラングミュア・ブロジ
ェット法により形成された層であることを特徴とする請
求項１及び２に記載の液晶素子。
【請求項８】前記主鎖構造がπ電子共役系である高分
子から成る層が、ラングミュア・ブロジェット法により
形成された層であることを特徴とする請求項１及び２に
記載の液晶素子。