JPH0644121B2

JPH0644121B2 - 液晶素子

Info

Publication number: JPH0644121B2
Application number: JP26952286A
Authority: JP
Inventors: 秀行河岸; 伸二郎岡田; 修谷口; 明坪山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPS63124030A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャッタ等で用いる
液晶素子、特に強誘電性液晶を用いた液晶素子に関し、
更に詳しくは液晶分子の初期配向状態を改善することに
より、動作特性、記憶特性等を改善した液晶素子に関す
るものである。

背景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)及びラガーウオール(Lagerwall)により
提案されている（特開昭５６−１０７２１６号公報、米
国特許第４３６７９２４号明細書等）。この強誘電性液
晶は、一般に特定の温度域において、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等とし
ての広い利用が期待されている。

本発明者らの研究によれば、上述した強誘電性液晶素子
の双安定性を実現し、且つ良好な閾値特性、スイッチン
グ特性を含む動作特性を実現するためには、一対の基板
間にらせん構造が解除されたカイラルスメクチック相を
有する強誘電性液晶層を配置し、且つ該一対の基板の少
なくとも一方に配向処理、特にラビング、斜方蒸着等の
一軸性配向処理を施すことが好ましいことが見出されて
いる。しかしながら、この型の液晶素子においても得ら
れる双安定性が未だ充分とは云えず、このため動作特
性、記憶特性に問題が残り、実用化の一つの障害となっ
ている。

発明の目的本発明の主要な目的は、より良好な双安定状態を与える
ことにより、記憶特性を含む動作特性を改善した強誘電
性液晶素子を提供することを目的とする。

発明に概要本発明者らは、上述の目的で研究した結果、強誘電性液
晶は、従来のＴＮ型液晶には見られないような基板面に
対する鋭敏な感受性を有し、これが一対の基板界面にお
ける液晶分子軸の長軸方向（Ｃ−ダイレクタ）の基板面
からの傾き角（チルト角）を異ならせ、その結果、充分
な双安定性が得られないこと；また、この点は、一対の
基板面の状態を従来実現されなかったレベルまで同質化
することによって著しく改善されることが見出された。

本発明の強誘電性液晶素子は、このような知見に基づく
ものであり、より詳しくは、それぞれ電極を有する一対
の基板間にカイラルスメクチック液晶を挾持してなる液
晶素子において、それぞれの基板との界面における液晶
分子の長軸方向の基板界面からの傾き角が等しく、かつ
前記それぞれの基板との界面における液晶分子の長軸方
向がスメクチック層法線を軸として互いに回転対称の位
置にあり、前記一対の基板の液晶と接する界面が互いに
異なる材料の配向膜によって形成されて構成され、かつ
該一対の基板の液晶と接する界面の表面張力の各成分の
うち、一対の基板間で、少なくとも分散成分γ^dの差が
１．５dyne/cm以下、または極性成分γ^pの差が３．５dy
ne/cm以下、または水素結合成分γ^hの差が２５dyne/cm
以下であることを特徴とするものである。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に詳細
に説明する。

発明の具体的説明本発明の主要な特徴の説明の前に、強誘電性液晶素子の
概要を説明することが適当であろう。

本発明で用いる強誘電性液晶としては、加えられる電界
に応じて第１の光学的安定状態と第２の光学的安定状態
とのいずれかを取る、すなわち電界に対する双安定状態
を取り得る液晶、特にカイラルスメクチック液晶が用い
られる。なかでも、カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ
^＊）又はＨ相（ＳｍＨ^＊）の液晶が適している。この強
誘電性液晶については、“ル・ジュルナル・ド・フィズ
ィク・レトルズ”３６（Ｌ−69）１９７５、「強誘電性
液晶」（“LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTRES”３６（Ｌ
−69）１９７５、「Ferroelectric Liquid Crystal
s」）；“アプライド・フィズィクス・レターズ”３６
(11)１９８０、「液晶のサブ・マイクロ秒双安定スイッ
チング」（“Applied Physics Letters”３６(11)１９
８０、「Submicro Second Bi-stable Electrooptic Swi
tching in Liquid Crystals」）；“固体物理”１６(14
1)１９８１「液晶」等に記載されており、本発明ではこ
れらに開示された強誘電性液晶を用いることができる。

より具体的には、本発明法に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、デシロキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−メチルブチルシンナメート（ＤＯＢＡＭＢ
Ｃ）、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（ＨＯＢＡＣＰＣ）およ
び４−ｏ−（２−メチル）−ブチルレゾルシリデン−
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、素子を構成する場合、液晶化合
物が、ＳｍＣ^＊相又はＳｍＨ^＊相となるような温度状態
に保持する為、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支持することができる。

第２図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもの
である。２１ａと２１ｂは、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｉ
ＴＯ(Indium-Tin Oxide)等の透明電極がコートされた基
板（ガラス板）であり、その間に液晶分子層２２がラス
面に垂直になるよう配向したＳｍＣ^＊相の液晶が封入さ
れている。太線で示した線２３が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。基板２１ａ
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はすべて電界方向に向くよう、液晶分
子２３の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。さらに液晶セ
ルの厚さを充分に薄くした場合（例えば１μ）には、第
３図に示すように電界を印していない状態でも液晶素子
のらせん構造は、ほどけ、その双極子モーメントＰａ又
はＰｂは上向き（２４ａ）又は下向（２４ｂ）のどちら
かの状態をとる。このようなセルに第２図に示す如く一
定の閾値以上の極性の異る電界Ｅａ又はＥｂを付与する
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２４ａ又は、下向き２４ｂと向きを
変え、それに応じて液晶分子は第１の安定状態２３ａか
あるいは第２の安定状態２３ｂの何れか１方に配向す
る。

このよう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に液晶分子の配向が双安定性を有することであ
る。第２の点を例えば、第３図によって説明すると、電
界Ｅａを印加すると液晶分子は第１の安定状態２３ａ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２３ｂ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っている。この
ような応答速度の速さと、双安定性が有効に実現される
には、セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく、一般
的には、０．５μ〜２０μ、特に１μ〜５μ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−電気光学装置は、例えばクラークとラガ
バルにより、米国特許第４３６７９２４号明細書で提案
されている。

以上において、双安定性強誘電性液晶素子の概略を理想
的なモデルで説明した。ここにおいて、先にも述べたよ
うに双安定性を実現し、且つ良好な閾値特性、記憶特性
を含む動作特性を与えるための一つの方法として基板
に、配向処理、特にラビング、斜方蒸着等の一軸性配向
処理を施すことが好ましい。しかしながら現実には、実
現される双安定性が不完全であり、動作特性の改良も充
分とは云えない。

第４図(a)に、従来の強誘電性液晶セルにおける液晶分
子の配列モデル、第４図(b)にその付加説明図を示す。
図中の円は、本来、らせん構造を有するカイラルスメク
チックＣ相（ＳｍＣ^＊相）のコーンを、スメクチックの
層法線の側から見たものである。ここで第４図(a)の中
心から伸びるは液晶分子の長軸を層平面に投影した図でＣ−ダイレク
ターと呼ばれる。

また、矢印（↑）は自発分極の向きを示す。また、第４
図のように、上下界面での分子の傾く角（チルト角）を
ｆ_１、ｆ_２とする。

本発明者らの研究によれば、従来のセルについては、第
４図に示すように、界面分子の傾きｆ_１とｆ_２が回転対
称の位置となっていない。このため、従来は、強誘電性
液晶の安定状態（メモリー性の強い状態）と準安定状態
（メモリー性の弱い状態とからなる不完全な双安定状態
が得られているに過ぎなかった。この点を、以下に、よ
り詳しく説明する。

第４図(b)は、下および上の界面における分子のチルト
角ｆ_１とｆ_２を同一円上に重ねて示したものである。こ
こでＣ−ダイレクターの位置をψと示すことにすると、
液晶分子の一方の配向状態（第４図(a)の安定状態）に
ついては、 ψ_１(z)＝ｆ_１＋（ｆ_２−ｆ_１）・ｚ／ｄ (1) と示される。ここでＺ軸に沿う位置座標ｚは、第４図
(a)に示したように、下基板から上基板へ向かって増加
するように選ばれ、下界面でＺ＝０、上界面でＺ＝ｄと
した。また、他方の状態（第４図(a)の準安定状態）
は、 ψ_２(z)＝ｆ_１＋（ｆ_２−２π−ｆ_１）・ｚ／ｄ (2) と示される。

ここで、ψ_１(z)で示される状態のねじれ量は、ψ_２(z)
で示されるねじれ量より明らかに小さい。したがって、
弾性エネルギーは、ψ_１(z)の方がψ_２(z)より小さく、
ψ_１(z)の方が安定となる。したがって、ψ_１(z)で記述
された第２図(a)の右側が安定状態であり、ψ_２(z)で記
述される第２図(a)の左側が準安定状態となる。

より定量的に言えば、ψ(z)をコーン上の分子の回転角
とするとき、分子の弾性エネルギーはで与えられる。ψ_１(z)に対してはとなり、ψ_２(z)に対してはＦ_２＝（ｆ_２−２π−ｆ_１）^２・Ｂ１／２ｄ (5) となる。また、Ｆ_２−Ｆ_１＝２π｛２π−２（＋２−ｆ_１）｝・Ｂ１／
２ｄ (6) だから、ψ_１(z)とψ_２(z)の弾性エネルギーが等しくな
るのは、ｆ_２−ｆ_１＝πでｆ_１＋ｆ_２が回転対称の位置
にある時だけである。

したがって、従来の界面分子にチルト角ｆ_１とｆ_２が回
転対称の位置にない配向方向では、一方の安定状態が他
方より一層安定である単安定現象が発生しやすく、完全
な双安定性を得にくかった。

これに対し第１図に、本発明の実施例における分子配列
モデルを示す。この例は、電極間に、強誘電性液晶を挾
持してなる液晶素子において、上下基板界面における分
子長軸の基板平面からの傾き角度が等しく、かつ分子位
置が、スメクチック層法線のまわりの回転対称の位置に
あることを特徴とする。

第１図中の円及び記号及び（↑）は第２図と同様である。

第１図と同様に、上下界面でのチルト角をｆ_１、ｆ_２と
すると、この例では、ｆ_１とｆ_２が回転対称の位置にあ
る。

第１図の実施例では、配向膜界面の極性と、式(1)で示
した自発分極の相互作用によって、コーン上の分子が、
下から上まで徐々に、回転した配向状態である。ここ
で、第１図に示した双安定の２状態は回転方向が逆とな
っている。

本発明により、Ｃ−ダイレクターの回転方向が異なる２
つの状態間で、ねじれ量は同じとなり、２つの状態の弾
性エネルギーはともに等しく安定となる。これによっ
て、本発明では、完全な双安定性が実現される。

より具体的なセルの例について説明する。

比較例第５図に示すような従来型の液晶セルを形成した。

すなわち、厚さが１．１mmのガラス基板５１ａ上に、線
幅５０μ、ピッチ１２．５μで厚さが１０００ÅのＩＴ
Ｏ(Indium Tin Oxide)製ストライプ電極５２ａを形成
し、次いで厚さ１０００ÅのＳｉＯ_２絶縁膜５３ａを蒸
着により形成した後、その上にポリイミド形成液（日立
化成工業（株）製「ＰＩＱ」ポリイミド、不揮発分濃
度：１４．５wt%）を塗布し、硬化して厚さ１０００Å
の配向膜５４ａを形成した。

次いで、同様なポリイミド膜を厚さ２μに形成し、未硬
化状態で、その上にポジ型レジスト溶液（Ｓｈｉｐｌｅ
ｙ社製の“ＡＺ１３５０”）を塗布してレジスト層を形
成した後、ＩＴＯ電極間の全面にマスクが位置する様に
マスク幅１２．５μマスク部のピッチ５０μのストライ
プ状マスクを用いて露光した。次いで、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド含有の現像液“ＭＦ３１
２”で現像して露光部のレジスト膜とポリイミド膜を除
去し、しかる後にレジストマスクを除去してポリイミド
の硬化条件下で加熱硬化させて、スペーサ部材５５ａを
形成させた後、ストライプスペーサの延長方向と平行に
ビロードにより１００g/cm²の圧力を印加しつつラビン
グ処理を施した（下電極板）。

他方、１５００Åの膜厚をもち、線幅５０μがピッチ１
２．５μで形成されたＩＴＯストライプ電極パターン５
２ｂを有する厚さ０．２mmの薄板ガラス基板５１ｂ上
に、前述と同様の８００Åのポリイミド膜からなる配向
膜を形成した。次いで、ＩＴＯストライプ電極線の稜線
と平行方向に前述のポリイミド膜にラビング処理を施し
た（上電極板）。

この上下の電極板をそれぞれのＩＴＯストライプパター
ンが直交し、ラビング方向が互いに平行となる様に重ね
合せ、その周辺をエポキシ系接着剤でシーリングした
後、注入口からカイラルスメクチック相を示す等方相下
の液晶（チッソ社製ＣＳ１０１３）５６を注入し、除冷
（０．５℃／時間）下でセル内にカイラルスメクチック
Ｃ相を生じさせた。

チッソ社製の「ＣＳ−１０１３」の相転移点は、以下の
とおりであった。

ＳｍＣ^＊：カイラルスメクチック相、ＳｍＡ^＊：スメクチックＡ相、Ｃｈ：コレステリック
相、Ｉｓｏ．：等方相。

こうして調製した強誘電性液晶セルをクロスニコル状態
の一対の偏光板で挾持し、±１０Ｖ、５００μsecのパ
ルス電界を印加してスイッチングを行った。スイッチン
グにより得られる２つのメモリー状態について、クロス
ニコルを維持しつつ一対の偏光板を回転させ、それぞれ
最暗状態が得られる見かけの分子軸位置のラビング方向
（ＳｍＡ軸）からの角度θａを測定し、これから両基板
に対するチルト角を略算した。

略算は、次のようにして行った。すなわち、ＳｍＣ^＊の
コーン上の分子と、スメクチック層法線のなす角をθと
すると、セルを上から見た時の分子軸の平均＜ψ＞は、
次式で与えられる。

この(7)式を用い、各種のｆ_１とｆ_２を用いて、＜ψ＞
をψ_１＜＜ｚ＞とψ_２(z)に対し計算し、＜ψ＞（平均
分子軸理論により、θａ）が見かけの分子軸の測定値
と一致するｆ_１およびｆ_２（すなわちψ_１(z)およびψ
_２(z)）をもって界面チルト角とした。

上記のようにして形成した５種の比較セルについてのθ
ａの測定値ならびに、下ならびに上基板に対するチルト
角ｆ_１、ｆ_２の値を、後記参考例１〜２および実施例の
結果とともに、次表１に記す。

上記の略算に用いた平均分子軸理論は、比較的粗い近似
であるため、上記で得られたチルト角ｆ_１、ｆ_２は絶対
値として必ずしも正しくないが、上表の結果は、比較例
のセルに、おける二つのメモリー状態が、ラビング方向
に対して大きく異なる分配角を与える見かけ分子軸方向
θａを示し、これがチルト角ｆ_１、ｆ_２の大きな差異に
相当していることは明らかである。

上記で得られた比較セルにおいては、右側のメモリー状
態が半永久的に安定であり、左側のメモリー状態は、電
界除去後、約２０〜７０ｍsecで右側の状態に移行する
ことが確認された。

上述のようなチルト角の差異による不完全な双安定状態
が得られるのは、液晶分子に作用する基板の状態が上下
基板で不均一であるからである。本発明者らによれば、
基板の強誘電性液晶に対する作用は、ＴＮ液晶に対する
それに比べて極めて強く、はるかに厳密な制御が必要で
ある。例えば強誘電性液晶に対する基板の作用に影響す
る因子には、以下のようなものがある。

（１）配向膜の材質、一軸性配向の種類（ラビング、斜
め蒸着）、（２）ラビング材の種類、（３）スペーサの形成等の配向膜に施される処理、（４）配向膜の厚さ、（５）ガラス基板の厚さ、等。

例えば、ガラス基板の厚さが、配向作用に影響する理由
は次の通りである。すなわち、強誘電性液晶素子につい
て、良好な動作特性を得るためには、前述したように液
晶層厚が１〜５μというように薄いことが好ましい。こ
のような薄い液晶層厚を大面積にわたって安定に形成す
るためには、基板の厚さも、例えば０．２mmというよう
に薄い方が好ましい。そして、他方の基板が１．１mmと
いうように、上下基板の厚さが異なる場合に、同一のラ
ビング装置により同一の圧力でラビング処理を行うと、
基板の可撓性の差異等によりラビング効果が異ってくる
と考えられる。更に上記比較例のように、露光ならびに
エッチングによりスペーサを形成する場合には、これら
処理の配向膜に対する影響が、片側基板にのみ働いて、
上下基板間で配向特性の差異として現われる。この意味
で、露光ならびにエッチングによるスペーサの形成より
は、ビーズならびに繊維のような散布型のスペーサの方
が好ましく、また、片側基板への散布よりは、両側基板
への散布の方が好ましい。本発明においては、基板の作
用に影響する上記(1)〜(5)等の要因のうち、少なくとも
(1)〜(4)が、上下基板について同一ないし対称であるこ
とが好ましく、より好ましくは上下基板に施される処理
を可能な限り同一とする。

参考例１上下基板として、厚さが等しく０．７mmのガラス基板５
１ａ、５１ｂを用いたこと、上側基板にも厚さが１００
０ÅのＳｉＯ_２絶縁膜を設けたこと、上下基板について
交互にストライプ状スペーサ５５ａ、５５ｂを設けたこ
と、以外は比較例と同様にして液晶セルを作成した。こ
のセルは、±１０Ｖ、５００μsecのパルス電界により
良好なスイッチング駆動が可能であり、比較例と同様な
θａの測定ならびにｆ_１、ｆ_２の略算を行った結果、前
記表１に併記するように、θａは左右の両メモリー状態
について、ともに７°と、ラビング方向（ＳｍＡ軸）に
対して振り分けないし等角度分配となり、ｆ_１、ｆ_２は
それぞれ３０°、２１０°と略算され、上下界面のチル
ト角がスメクチック層法線に対し回転対称の位置にある
ことが判明した。

また、左右のメモリー状態は、電界除去後３日後におい
ても、その状態を維持した。

参考例２ビーズスペーサの持つ良好な対称性を利用して、上下基
板の構造上の対称性を若干緩和した第７図に示すセルを
作成した。

すなわち、上記参考例１において、ポリイミドのエッチ
ングによるストライプスペーサの代りに、径０．７μｍ
の均一なアルミナビーズを、上下基板にほぼ同等に散布
してスペーサとしたこと；上側基板については、ＳｉＯ
_２絶縁膜を省略したこと；を除いては同様にして、液晶セルを作成した。このセル
は、±１０Ｖ、５００μsecの、パルス電界により、
参考例１とほぼ同様に良好なスイッチング駆動が可能で
あり、比較例と同様なθａの測定ならびにｆ_１、ｆ_２の
略算を行った結果、前記表１に併記するように、θａは
左右の両メモリー状態について、それぞれ７°および７
°と、ラビング方向（ＳｍＡ軸）に対してほぼ振り分け
ないし等角度分配となり、ｆ_１、ｆ_２はそれぞれ３０
°、２１０°と略算され、上下界面のチルト角がスメク
チック層法線に対しほぼ回転対称の位置にあることが判
明した。

上記においては、本発明の液晶セルにおいて、上下の基
板界面でのチルト角が、スメクチック層法線に対してほ
ぼ回転対称にある例（いわゆるスプレー配向）について
示した。しかし、本発明の対称処理を通じての界面チル
ト角の均一化による双安定性の向上は、例えばセル厚
３．８μｍ、液晶として、チッソ社製ＣＳ１０１４を用
いることにより得られる上下基板界面でのチルト角が界
面に対してほぼ面対称（いわゆる準ユニフォーム配向）
の場合にも適用可能である。

実施例本実施例は、配向材料が、上下基板で異なる強誘電性液
晶セルにおいて、液晶と接する界面の表面張力（日本接
着協会誌、Ｖｏｌ．８、NO.３、１９７２、Ｐ１３１〜
Ｐ１４１、Fowkes式の拡張と高分子固体の表面張力の評
価、参照）の各成分のうち、少なくとも、分散成分のγ
^ｄの差が上下界面で１．５dyne/cm以下、あるいは、極
性成分のγ^ｐの差が３．５dyne/cm以下あるいは、水素
結合成分の差が２５dyne/cm以下であることの効果を示
す例である（なお、本明細書においては、上記参照文献
において固体表面張力（γ_１あるいはγ_Ｓならびに液体
表面張力（γ_２あるいはγ_Ｌ）について、上添字ａ、
ｂ、ｃを付して（例えばγ_１ ^ａ、γ_１ ^ｂ、γ_１ ^ｃのよう
に）表記されることもある表面張力の分散成分γ^ａ）、
極性成分（γ^ｂ）および水素結合成分（γ^ｃ）を、それ
ぞれ、包括的に（また、特に液体で接する固体表面張力
の成分について）、γ^ｄ、γ^ｐ、γ^ｈとして表現してい
る）。

特に、上基板の配向膜５４ｂをポリエチレンオキシド、
下基板の配向膜５４ａをポリビニルアルコール（クラレ
社Ｒ２１０５）とすることを除いて、参考例２と同様に
液晶セルを作成した。このセルは±１０Ｖ５００μse
cのパルス電界により、実施例１とほぼ同様に良好なス
イッチング駆動が可能であり、比較例と同様なθａの測
定ならびにｆ_１、ｆ_２の略算を行った結果、前記表１に
併記するように、θａは左右の両メモリー状態につい
て、それぞれ７°および７°と、ラビング方向（ＳｍＡ
軸）に対して振り分けないし等角度分配となり、ｆ_１、
ｆ_２はそれぞれ３０°、２１０と略算され、上下界面の
チルト角がスメクチック層法線に対しほぼ回転対称の位
置にあることが判明した。

ここで、このセルと同様に作成された上下の基板の液晶
と接する側の表面張力を実施したところ、ポリエチレン
オキシドの塗布された側は分散成分γ^ｄ＝３７．１dyne
/cm、極性成分γ^ｐ＝６．３dyne/cm、水素結合成分γ^ｈ
＝３２．８dyne/cm、またポリビニルアルコールの塗布
された側はγ^ｄ＝３７．３dyne/cm、γ^ｐ＝３．４dyne/
cm、γ^ｈ＝１３．８dyne/cmであった。

これに対して、液晶と接する界面の表面張力の各成分の
うち、少なくとも、γ^ｄの差が上下界面で１．５dyne/c
m以下、あるいは極性成分γ^ｐの差が３．５dyne/cm以
下、あるいは水素結合成分の差が２５dyne/cm以下では
ないセル、例えば上基板の配向膜５４ｂをポリエチレン
オキシド、下基板の配向膜５４ａを高密度ポリエチレン
とすることを除いて、実施例２と同様に作成した液晶セ
ルでは、全面が強い単安定であった。

ここで高密度ポリエチレンの塗布された側の基板の液晶
と接する側の表面張力を実測したところ、γ^ｄ＝３５．
５dyne/cm、γ^ｐ＝２．６dyne/cm、γ^ｈ＝１．９dyne/c
mであった。

発明の効果上記したように、本発明によれば上下基板の対称要素を
制御することにより、基板界面でのチルト角の均一化を
通じて、双安定性、ならびにメモリー特性を含む動作特
性の改善された強誘電性液晶素子が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の強誘電性液晶セルの一例（スプレー配
向）における分子配列モデル、第２図および第３図はそ
れぞれらせん構造および非らせん構造の強誘電性液晶を
用いた液晶素子の理想状態を模式的に表わす斜視図であ
る。第４図(a)は従来の不完全な双安定性を有する強誘
電性液晶セルの分子配列モデル、第４図(b)はその付加
説明図である。第５図は比較例の液晶素子の厚さ方向断
面図である。第６図および第７図は、それぞれ本発明の
実施例にかかる液晶素子の厚さ方向断面図である。５１ａ、５１ｂ……上下基板５２ａ、５２ｂ……上下ストライプ電極５３ａ、５３ｂ……上下絶縁膜５４ａ、５４ｂ……上下配向膜５５ａ、５５ｂ……上下ストライプスペーサ５６……強誘電性液晶５７……ビーズスペーサｆ_１、ｆ_２……上下基板界面におけるチルト角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坪山明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開昭59−131911（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−252532（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−198130（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−192724（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−73223（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−52122（ＪＰ，Ａ) 特表平１−501174（ＪＰ，Ａ) ＪａｐａｎｅｓｅＪａｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，24 （1985）Ｐ．893−895 ＪＡＰＡＮＤＩＳＰＬＡＹ，1986 Ｐ．456−458

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ電極を有する一対の基板間にカイ
ラルスメクチック液晶を挾持してなる液晶素子におい
て、それぞれの基板との界面における液晶分子の長軸方
向の基板界面からの傾き角が等しく、かつ前記それぞれ
の基板との界面における液晶分子の長軸方向がスメクチ
ック層法線を軸として互いに回転対称の位置にあり、前
記一対の基板の液晶と接する界面が互いに異なる材料の
配向膜によって形成されて構成され、かつ該一対の基板
の液晶と接する界面の表面張力の各成分のうち、一対の
基板間で、少なくとも分散成分γ^dの差が１．５dyne/cm
以下、または極性成分γ^pの差が３．５dyne/cm以下、ま
たは水素結合成分γ^hの差が２５dyne/cm以下であること
を特徴とする液晶素子。