JPH0843828A

JPH0843828A - 液晶素子、及びこれを用いた液晶装置

Info

Publication number: JPH0843828A
Application number: JP17408994A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Nakamura; 勝利中村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-07-26
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】より良好な配向状態をとり、ブックシェルフ
構造、あるいはそれに近い層傾き角の小さな液晶層をと
り、均一で且つ良好な配向状態をとり高コントラストの
液晶素子を提供する。【構成】縮合多環炭化水素を骨格に有する配向制御層
１３ａ、１３ｂを夫々有するガラス基板１１ａ、１１ｂ
間に、下記化合物を含有する強誘電性液晶組成物を配置
してなる液晶素子。【外１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの端末デ
ィスプレイ、各種フラットパネルディスプレイ、ワード
プロセッサ、タイプライター、テレビ受像機、ビデオカ
メラのビューファインダー、プロジェクターの光りバル
ブ、液晶プリンターの光バルブ等に用いられる強誘電性
液晶組成物を用いた液晶素子に関する。

【０００２】更にそれらを使用した液晶装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来より、最も広範に用いられてきてい
るディスプレイとしてＣＲＴが知られており、テレビや
ＶＴＲなどの動画出力、あるいはパソコンのモニターと
して広く用いられている。しかしながら、ＣＲＴはその
特性上、静止画像に対しては、フリッカや解像度不足に
よる走査縞等が視認性を低下させたり、焼きつきによる
蛍光体の劣化が起こったりする。また、最近ではＣＲＴ
が発生する電磁波が人体に悪影響を与えることが分か
り、ＶＤＴ作業者の健康を害する恐れがある。そして、
構造上、画面後方に広く体積を有するため、オフィス、
家庭の省スペース化を阻害している。

【０００４】このようなＣＲＴの欠点を解決するものと
して液晶表示素子がある。例えばエム・シャット（Ｍ．
Ｓｃｈａｄｔ）とダブリュー・ヘルフリッヒ（Ｗ．Ｈｅ
ｌｆｒｉｃｈ）著“アプライド・フィジックス・レター
ズ”（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ”）第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行）
第１２７頁〜１２８頁において示されたツイステッド・
ネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄｎｅｍａｔｉｃ：ＴＮ）
液晶を用いたものが知られている。

【０００５】このＴＮ液晶を用いた液晶素子の１つとし
て、コスト面で優位性を持つ単純マトリクスタイプの液
晶素子がある。この液晶素子は画素密度を高くしたマト
リクス電極構造を用いた時分割駆動の時、クロストーク
を発生する問題点があるため、画素数が制限されてい
た。

【０００６】近年このような単純マトリクスタイプの液
晶素子に対して、ＴＦＴタイプといわれる液晶素子の開
発が行われている。このタイプは１つ１つの画素にトラ
ンジスタを作成し、各画素での動作を制御するため、ク
ロストークや応答速度の問題は解決される反面、大面積
になればなるほど、不良画素なく液晶素子を作成するこ
とが工業的に非常に困難であり、また可能であっても多
大なコストが発生する。

【０００７】このような従来型の液晶素子の欠点を改善
するものとして、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）およびラ
ガウェル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている
（特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６
７９２４号明細書）。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相またはカ
イラルスメクチックＨ相を有し、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、即ち双安定性を有
し、自発分極により反転スイッチングを行うため、非常
に早い応答速度を示す上、メモリー性のある双安定状態
を発現させることができる。更に視野角特性も優れてい
ることから、特に、高速、高精細、大面積の表示素子あ
るいはライトバルブとして適していると考えられる。ま
た、最近では、チャンダニ、竹添らにより、３つの安定
状態を有するカイラルスメクチック反強誘電液晶素子も
提案されている（ジャパニーズジャーナルオブア
プライドフィジックス（ＪａｐａｎｅｓｅＪｏｕｒ
ｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ）２７
巻、１９８８年Ｌ７２９頁）。

【０００８】このようなカイラルスメクチック液晶素子
においては、例えば「強誘電液晶の構造と物性」（コロ
ナ社、福田敦夫、竹添秀男著、１９９０年）に記載され
ているように、ジグザグ状の配向欠陥の発生や、上下基
板間での液晶分子のねじれ（スプレイ配向という）によ
り、コントラストを低下させる場合があるという問題が
あった。この欠陥は、素子構成において、上下基板間に
担持されたカイラルスメクチック液晶の層状構造が２種
類のジェブロン状（山形状）の構造を形成していること
に因ると考えられる。

【０００９】この問題を解決する１つの方法として、プ
レチルト角を持たせることにより、ジェブロン層構造を
一方向に揃え、液晶分子の上下基板間のねじれ状態を一
様状態（ユニホーム配向という）よりもると弾性エネル
ギー的に不安定にする方法がある。

【００１０】また他の方法としては、液晶層構造を
「く」の字に折れたシェブロン構造から、各層の傾きが
小さく大略平行に配列した本棚状の構造である。ブック
シェルフといわれる層状構造、あるいはそれに近い構造
を形成し（以下、該構造をブックシェルフと記す）、ジ
グザグ欠陥を解消すると同時にユニホーム配向を実現
し、高コントラストを実現する方法がある（例えば「次
世代液晶ディスプレイと液晶材料」（株）シーエムシ
ー、福田敦夫編、１９９２年）。ブックシェルフ層構造
を実現するには、１つには、ナフタレン系液晶材料を用
いる方法があるが、この場合、チルト角が１０°程度で
あり、理論的最大透過率が得られる２２．５°と比べて
非常に小さく、低透過率という問題がある。他の代表的
な例としては、シェブロン構造を取っている液晶素子に
外部から電場を加えてブックシェルフ構造を誘起する方
法があるが、この方法は、温度などの外部刺激に対して
の不安定性が問題となっている。

【００１１】ブックシェルフあるいはそれに近い層構造
を呈する液晶として、パーフルオロエーテル側鎖をもつ
液晶性化合物（米国特許５，２６２，０８２号明細
書）、液晶組成物（１９９３年第４回強誘電液晶国際会
議Ｐ−４６、ＭａｒｃＤ．Ｒａｄｃｌｉｆｆｅら）等
が提案されている。これらの液晶材料によれば、電場等
の外部場を用いずともブックシェルフあるいはそれに近
い層傾き角の小さな構造を最適なチルド角で現出するこ
とが可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような液晶性化合物は、一般的にコレステリック相を
とらない。この点に起因して、該液晶性化合物を含有し
た液晶組成物を所定の一軸配向処理を施した配向処理層
を有する電極基板間（配向処理層は少なくとも一方の基
板上に設けられる）に配置して液晶素子を構成した場
合、液晶の配向状態を充分に制御することができず、良
好な配向状態を得ることができなかった。

【００１３】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その課題とするところは、ブックシェルフ構造
あるいはそれに近い層傾きの小さな構造の液晶層を安定
してとり、且つ特に優れた配向状態をとり、高コントラ
ストであり、応答速度が速く、高精細、高輝度の液晶素
子、特に強誘電性液晶素子を提供することである。

【００１４】本発明の更なる課題は、上記液晶素子を用
いてた液晶装置、特に、高コントラスト、高精細、高輝
度、大面積化が実現され優れた表示特性を示す表示装置
を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の上記課
題は、一対の対向する基板間に、下記一般式Ｉで表され
る化合物を少なくとも一種含有する強誘電性液晶組成物
を配置してなる液晶素子であって、少なくとも一方の基
板における液晶側の表面には、下記一般式ＩＩで表され
る繰り返し単位を有するポリイミドを一軸配向処理した
配向制御層が設けられていることを特徴とする液晶素子
によって達成される。

【００１６】〔一般式Ｉ〕Ｐ−Ｑ−Ａ−Ｗ−Ｂ−（Ｔ−Ｄ）_n −Ｕ−Ｖ（Ａ、Ｂ、Ｄはそれぞれ同一もしくは異なる芳香族環、
複素環、脂肪族環あるいはそれらの縮環構造を表し、そ
れらの環は置換されていても良い。Ｑ、Ｗ、Ｔは、それ
ぞれ同一もしくは異なり、単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ
−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＲ−、−ＮＲＣ
Ｏ−、−ＮＲ−、−ＣＨ₂ −、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ
Ｈ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＳ−、−ＳＣＯ−、−Ｃ
Ｈ₂ ＣＨ₂−、−ＣＨ₂ Ｏ−、−ＯＣＨ₂ −、を表す。
Ｒはアルキル基を表す。Ｐは置換されていても良いアル
キル基を表す。ｎは０、１、または２を表す。Ｕは−Ｃ
Ｏ−Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｃ_m Ｈ_2mＣＯ
−、−Ｃ_m Ｈ_2mＯ−，−Ｃ_m Ｈ_2m−、−ＯＳＯ₂ −、−
ＳＯ₂ Ｏ−、−ＳＯ₂ −、−ＳＯ₂ −Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｏ
−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｃ_m Ｈ_2m+1ＳＯ₂ −、
−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｏ−、−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｎ（Ｃ
_m _’Ｈ_2m _’ ₊₁）−ＳＯ₂ −、−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｎ（Ｃ_m _’Ｈ_2m
_’ ₊₁）−ＣＯ−、−ＳＯ₂ −Ｎ（Ｃ_m _’Ｈ_2m _’ ₊₁）−Ｃ_m
Ｈ_2m−、−ＣＯ−Ｎ（Ｃ_m _’Ｈ_2m _’ ₊₁）−Ｃ_m Ｈ_2m−、
を表し、ｍ、ｍ′はそれぞれ同一もしくは異なる１から
２０までの整数を表す。Ｖは、−（Ｃ_p Ｆ_2pＯ）_q Ｃ_r
Ｆ_2r+1、Ｃ_sＦ_2s+1を表す。ｐはｑが複数の場合それぞ
れの（Ｃ_p Ｆ_2pＯ）に対して独立に１から１０の整数で
あり、ｑが１の場合１から１０の整数である。ｑは１か
ら６の整数である。ｒは１から１０の整数である。ｓは
１〜２０の整数である。）〔一般式ＩＩ〕

【００１７】

【外４】（式中、Ｒ₂₁は縮合多環炭化水素を骨格とする４価の炭
化水素基を表し、Ｌ₂₁、Ｌ₂₂は夫々独立に置換されてい
ても良い炭素数１〜２０アルキレン基、１，４−フェニ
レン、

【００１８】

【外５】Ｒ₂₂は、単結合、−Ｏ−、−Ｃ（Ｒ₂₃）（Ｒ₂₄）−を表
す。Ｒ₂₃、Ｒ₂₄は、夫々独立に炭素数１〜６のパ−フル
オロアルキレン基又は炭素数１〜６の直鎖状または分岐
状アルキレン基を表す。）本発明は、上記一般式Ｉの化合物を必須成分として含有
し、更に必要に応じて適宜１種以上のアキラル化合物や
カイラル化合物を配合した強誘電性液晶組成物を、上記
一般式ＩＩの繰り返し単位からなる特定構造の、即ち、
縮合多環炭化水素を骨格とするポリイミドからなる配向
制御層を具備した基板間（少なくとも一方の基板に上記
ポリイミド配向制御層を形成）に配置した点で特徴的で
ある。

【００１９】上記一般式Ｉの化合物を配合した液晶組成
物はブックシェルフ構造をとり得るものであるが、本発
明の液晶素子では、該化合物を含む組成物、上記配向制
御層の併用により、ブックシェルフ構造あるいはそれに
近い層傾きの小さい構造の得られる。

【００２０】以下に本発明をその作用とともに詳細に説
明する。

【００２１】強誘電性液晶素子として双安定性が発現す
るのは、ＳｍＣ^*相（カイラルスメクチックＣ相）で、
その配向状態は液体相（アイソトロピック相）からの徐
冷によって形成される。従って、アイソトロピック相と
カイラルスメクチック相間にある相系列が配向形成に大
きな影響を与える。熱力学的な安定性から相系列として
は１）Ｉｓｏ−Ｃｈ−ＳｍＡ−ＳｍＣ^* ２）Ｉｓｏ−−−−ＳｍＡ−ＳｍＣ^* ３）Ｉｓｏ−Ｃｈ−−−−−ＳｍＣ^* ４）Ｉｓｏ−−−−−−−−ＳｍＣ^* の４通りが考えられる。ここで、Ｉｓｏ；液体相、Ｃ
ｈ；コレステリック相、ＳｍＡ；スメクチックＡ相であ
る。図２は、これら各相をモデル化して示したものであ
る。１）の相系列を有する液晶組成物は、Ｉｓｏ−Ｃｈ
転移において液晶分子の長軸方向秩序が形成され、Ｃｈ
−ＳｍＡ転移において液晶分子の位置の秩序；層構造が
形成され、ＳｍＡ−ＳｍＣ^*転移によって液晶分子のチ
ルトが発現するという段階を経た配向形成のため均一配
向が得やすい。しかしながら、（２）、（３）、（４）
の相系列を有する液晶組成物の場合、液晶分子の長軸方
向秩序と層形成が同時な（２）、層形成と液晶分子のチ
ルトが同時な（３）、液晶分子の長軸方向秩序と層形
成、さらにチルトが同時な（４）のように、複数の秩序
化が同時のため均一配向が得にくいという問題がある。
本発明は、前記一般式Ｉの化合物を必須成分とし、ブッ
クシェルフあるいはそれに近い層傾きの小さな構造をと
る液晶組成物に相当し得るとみられる２）の相系列を有
する液晶組成物の均一配向を実現するものである。

【００２２】本発明者らによる、２）の相系列を有する
液晶のＩｓｏ−ＳｍＡ転移過程を観察した結果を図３に
模式的に示す。同図のようにＩｓｏ状態からスメクチッ
クＡ相への転移では、ほぼ楕円形のＳｍＡ相の島（以後
バトネと呼ぶ）が発生し、それが成長して接合すること
によって相転移が完了することが見出された。ここで、
該液晶（特に液晶セルに用いた場合）において生じる配
向欠陥はそのバトネの成長方向が揃わずランダムであっ
たり、バトネ間不接合により発生していることも見出し
た。

【００２３】このような配向欠陥の生じる理由について
は明らかではないが、かかる配向欠陥を生じる（２）の
相転移をとる液晶を、前記一般式ＩＩの構造の繰り返し
単位を有するポリイミドがラビング等の一軸配向処理を
施された配向制御層を有する基板間に配置した場合、か
かる欠陥を解消し、均一且つ良好な配向状態を達成され
ることが見出された。これは、一般式ＩＩの構造の繰り
返し単位を有するポリイミドは一軸配向処理における延
伸が容易であり、処理後の層中における電子密度の異方
性が大きいため上記２）の相転移をとる液晶に対しても
配向規制力が強いことに因ると考えられている。

【００２４】本発明で用いる強誘電性液晶組成物の必須
成分として配向する、一般式（Ｉ）の化合物の具体例と
しては下記のものが挙げられる。

【００２５】

【外６】これら化合物は、単一でまたは複数の混合系の形で強誘
電性液晶組成物の母剤として用いる。

【００２６】本発明で用いる強誘電性液晶組成物には、
化合物どうしの相溶性、層間隔等の制御に応じて前記以
外のカイラル化合物、アキラル化合物を含む種々の他の
液晶性化合物を適宜選択して、また酸化防止剤、紫外線
吸収剤、色素、顔料等の添加剤が含有されていてもよ
い。

【００２７】一方、本発明の液晶素子で配向制御層の材
料として用いる、ポリイミドの具体例（一般式ＩＩの繰
り返し単位の例）として、下記のものが挙げられる。

【００２８】

【外７】

【００２９】

【外８】

【００３０】

【外９】

【００３１】一般式ＩＩの繰り返し単位を有するポリイ
ミド化合物には、強誘電性液晶組成物に対し強い配向制
御能を示す分子構造として剛直性、直線性、結晶性が高
いものが好ましい。このような特性を備え、更に溶媒に
対する溶解性及び基板に対する塗布性を考慮すると一般
式ＩＩにおいて縮合多環炭化水素基Ｒ₂₁が下記のような
骨格であるような繰り返し単位を有するポリイミドが特
に好ましい。

【００３２】

【外１０】また、式ＩＩ中、Ｌ₁、Ｌ₂が１，４−フェニレンであ
り、Ｒ₂₂が単結合または−Ｏ−であるようなポリイミド
によれば、強い配向規制力を持つ配向制御層が得られ
る。一般式ＩＩの構造におけるテトラカルボン酸の骨格
部分がナフタレン骨格であるようなポリイミド、更にジ
アミン部分が剛直であるようなポリイミドからなる配向
制御層は、より安定した配向制御能を有する。

【００３３】以下、図１を参照して本発明の液晶素子の
一例（液晶セルの構成の例）を説明する。

【００３４】１１ａ、ｂはガラス基板、１２ａ、ｂは酸
化錫、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等
の透明電極である。１３ａはラビング等の一軸配向処理
が施されたナイロン、ポリイミド等の配向膜（配向制御
層）、１３ｂは一軸配向処理をほどこさないシランカッ
プリング剤、ポリイミド、ポリシロキサン等の配向膜、
１４はシリカ等のスペーサビーズ、１５は本発明に係る
強誘電性液晶組成物を用いた液晶層、１６ａ、ｂは偏光
板、１７はシール剤である。図１には記載していない
が、ＩＴＯと配向膜間に上下基板のショート防止層とし
て、ＺｎＯ、ＺｒＯ、ＴａＯｘ等の絶縁膜を設けても良
い。本例では液晶層１５としてコレステリック相を持た
ない単成分もしくは複成分からなるスメクチック相（母
剤）に化合物（ａ）を相溶限界の２０％以上、相溶限度
未満添加したものを用いる。ここでは非対称セル構成を
示したが、対称セル構成においても本発明の液晶組成物
に起因した効果は発現する。

【００３５】また、上記構成の液晶素子は、透明電極１
２ａ、１２ｂがリード線を介して信号電源に接続され
（図示せず）、該信号電源からのスイッチング信号に応
じてスイッチングが行われ、例えば表示素子等のライト
バルブとして機能する。また、透明電極１２ａ、１２ｂ
を上下基板間でクロスにマトリクス配置すれば、パター
ン表示、パターン露光が可能となり、例えばパーソナル
コンピュータ、ワードプロセッサ等のディスプレイ、プ
リンタ用ライトバルブとして用いられる。

【００３６】上記構成の液晶素子では、配向制御層１３
ａとしては、縮合多環炭化水素骨格を有するポリアミッ
ク酸溶液を塗布、焼成して形成される前述したよう一般
式ＩＩの繰り返し単位を有するポリイミドの一軸配向処
理膜、特にラビング処理膜を用いる。

【００３７】尚、本発明の液晶素子は、前記強誘電性液
晶組成物を用い、基板状に前記ポリイミドからなる配向
制御層を形成し該組成物からなる液晶層を制御して所定
の機能を付与する構成であれば、その他の構造は特に限
定されない。

【００３８】本発明の液晶素子は種々の液晶装置を構成
する、例えば、該液晶素子を表示パネル部に使用し、図
４、図５に示した走査線アドレス情報をもつ画像情報な
るデータフォーマット及びＳＹＮ信号による通信同期手
段を取ることにより液晶組成物を自在に制御して表示画
像を得る液晶表示装置を実現することができる。図中の
符号はそれぞれ以下のとおりである。

【００３９】１０１液晶表示装置１０２グラフィックコントローラ１０３表示パネル１０４走査線駆動装置１０５情報線駆動装置１０６デコーダ１０７操作信号発生装置１０８シフトレジスタ１０９ラインメモリ１１０情報信号発生装置１１１駆動制御回路１１２ＧＣＰＵ１１３ホストＣＰＵ１１４ＶＲＡＭ

【００４０】画像情報の発生は、本体装置側のグラフィ
ックコントローラ１０２にて行われ、図４及び図５に示
した信号転送手段にしたがって、表示パネル１０３へと
転送される。グラフィックコントローラ１０２は、ＣＰ
Ｕ（中央演算処理装置、ＧＣＰＵと略す。）及びＶＲＡ
Ｍ（画像情報格納用メモリ）１１４を核にホストＣＰＵ
１１３と液晶表示装置１０１間の画像情報の管理や通信
をつかさどっている。なお、該表示パネルの裏面には、
光源が配置されている。

【００４１】本発明の液晶装置の一例である表示装置で
は、表示媒体である液晶組成物がカイラルスメクチック
相を示し、ブックシェルフ、またはそれに近い層傾き角
の小さな構造の液晶層となり、特にその配向状態もより
良好となり、応答性がよく、高精細、高輝度、コントラ
ストに優れた、大面積での表示画像を得ることができ
る。

【００４２】

【実施例】以下、本発明を実施例に沿って詳細に説明す
る。

【００４３】本実施例で用いた液晶性組成物は化合物Ａ
及びＢを９５／５（重量比）で混合して得た。

【００４４】

【外１１】

【００４５】かかる組成物の物性パラメータは以下の通
りである。

【００４６】

【外１２】

【００４７】（実施例１）実施例１に使用する液晶のセ
ルを以下の如く作製した。

【００４８】ガラス基板（２枚使用）の厚さは１．１ｍ
ｍであり、透明電極として約１５０ｎｍ厚のＩＴＯ膜を
形成し、更にスピンコート法により配向制御膜を形成し
た。

【００４９】２枚の基板の夫々には、異なる条件で膜形
成を行った。即ち、一方の基板（第１の基板）について
は、３５００ｒｐｍの速度で回転しているガラス基板に
溶液（下記繰り返し単位を有する化合物の固形分１．０
重量％溶液）を垂らし、そのまま２０秒回転させた。そ
の後、８０℃で５分間前乾燥を行った後、２７０℃で１
時間加熱熱焼成処理を施した。なお、かかる方法により
形成した配向制御膜の膜厚は５ｎｍであった。一軸配向
処理としてナイロン布によるラビング法を施した。

【００５０】

【外１３】

【００５１】他方の基板（第２の基板）については、２
０００ｒｐｍの速度で回転しているガラス基板に溶液
（シランカップリング剤；ＯＤＳ−Ｅのエタノールの
０．５重量％溶液）を垂らし、そのまま２０秒回転させ
た。その後、８０℃で５分間前乾燥を行った後、１８０
℃で１時間加熱乾燥処理を施した。

【００５２】続いて、配向処理を施したガラス基板上に
スペーサとして平均粒径２．０μｍのシリカビーズを散
布し、他方のガラス基板を重ね合せてセルを作製した。

【００５３】このセルに上述したような液晶組成物を等
方相下で真空注入してから４℃／ｍｉｎで室温まで徐冷
することによって配向させ液晶素子を得た。

【００５４】以上のようにして作製した液晶素子につい
て後述するような方法によりコントラストを測定したと
ころ、１２０といった高い価が得られた。

【００５５】ここで本発明で配向性評価の手法として行
ったコントラストの測定法を説明する。

【００５６】まず、クロスニコルに配置された偏向板間
に素子をサンドイッチし、図６（Ａ）に示す駆動波形
（２０Ｖ、１／３バイアス、１０００デューティーのパ
ルスを印加する。次にパルス幅を変化させ、双安定反転
のしきい値のパルス幅において駆動時の最暗透過光強度
が得られる角度に素子を回転し、その時の透過光強度を
図６（Ｂ）のようにＩｂ、その配置において液晶分子が
反転したときの透過光強度Ｉｗをホトダイレクタで検出
し、その比をコントラストの評価値とした（ＣＲ＝Ｉｗ
／Ｉｂ）。均一配向が得られていないときには、欠陥か
らの光り漏れによりＩｂ値が大きくなりＣＲ値は小さく
なる。

【００５７】（実施例２）実施例１における、第一の基
板側の配向制御層として下記構造の繰り返し単位を有す
るポリイミド膜を加熱焼成により形成した以外は、同例
と同様にセルを構成し、前記液晶組成物を注入して液晶
素子を得た。かかる素子についてコントラストを測定し
たところ９０であった。

【００５８】

【外１４】

【００５９】（実施例３）実施例１における第一の基板
側の配向制御膜として、下記構造の繰り返し単位を有す
るポリイミド膜を加熱焼成により形成した以外は、同例
と同様にしてセルを構成し、前記液晶組成物を注入して
液晶素子を得た。かかる素子についてコントラストを測
定したところ８５であった。

【００６０】

【外１５】

【００６１】（参考例１）実施例１における第一の基板
側の配向制御膜として、下記構造の繰り返し単位を有す
るポリイミド膜を加熱焼成により形成した以外は、同例
と同様にしてセルを構成し、前記液晶組成物を注入して
液晶素子を得た。かかる素子についてコントラストを測
定したところ４０であった。

【００６２】

【外１６】

【００６３】（参考例２）実施例１における第一の基板
側の配向制御膜として、下記構造の繰り返し単位を有す
るポリイミド膜を加熱焼成により形成した以外は、同例
と同様にしてセルを構成し、前記液晶組成物を注入して
液晶素子を得た。かかる素子についてコントラストを測
定したところ４５であった。

【００６４】

【外１７】

【００６５】上述したような実施例及び参考例の結果よ
り、前記一般式Ｉを有する化合物を含有する強誘電性液
晶組成物を用いる特にＣｈ相をとらない液晶素子では、
ナフタレン等の特定の縮合多環構造の骨格を有するポリ
イミドを配向制御層として用いることでより均一で且つ
良好な配向状態が得られ、コントラストの向上がもたら
される。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ブックシェルフ構造あるいはそれに近い層傾きの小さな
構造の液晶層を安定してとり、且つ特に優れた配向状態
をとり、高コントラストであり、高速応答性に優れ、特
に表示に関しては高精細、高輝度の液晶素子が提供され
る。

【００６７】更に、本発明によれば、上記強誘電性液晶
組成物を用いて優れた性能を有する液晶装置、特に大面
積化が実現された優れた表示特性を有する表示装置が提
供され、その工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の強誘電性液晶組成物を用いた液晶素子
の一例の断面概略図である。

【図２】液晶の各相における液晶分子の状態を示す説明
図である。

【図３】コレステリック相を持たない液晶の相転移過程
を模式的に示す図である。

【図４】本発明の強誘電性液晶組成物を用いた液晶素子
を備えた表示装置とグラフィックコントローラを示すブ
ロック図である。

【図５】表示装置とグラフィックスコントローラとの間
の画像情報通信タイミングチャートを示す図である。

【図６】（Ａ）は本発明の実施例において、コントラス
ト測定に採用した駆動波形を示す図である。（Ｂ）は本
発明の実施例において、コントラスト測定で検出される
透過光強度を示す図である。

【符号の説明】

１１ａ、１１ｂガラス基板１２ａ、１２ｂ透明電極１３ａ、１３ｂ配向膜（配向制御層）１４スペーサビーズ１５強誘電性液晶組成物を用いた液晶層１６ａ、１６ｂ偏向板１７シール剤１０１液晶表示装置１０２グラフィックコントローラ１０３表示パネル１０４走査線駆動装置１０５情報線駆動装置１０６デコーダ１０７操作信号発生装置１０８シフトレジスタ１０９ラインメモリ１１０情報信号発生装置１１１駆動制御回路１１２ＧＣＰＵ１１３ホストＣＰＵ１１４ＶＲＡＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の対向する基板間に、下記一般式Ｉ
で表される化合物を少なくとも一種含有する強誘電性液
晶組成物を配置してなる液晶素子であって、少なくとも一方の基板における液晶側の表面には、下記
一般式ＩＩで表される繰り返し単位を有するポリイミド
を一軸配向処理してなる配向制御層が設けられているこ
とを特徴とする液晶素子。〔一般式Ｉ〕Ｐ−Ｑ−Ａ−Ｗ−Ｂ−（Ｔ−Ｄ）_n −Ｕ−Ｖ（Ａ、Ｂ、Ｄはそれぞれ同一もしくは異なる芳香族環、
複素環、脂肪族環あるいはそれらの縮環構造を表し、そ
れらの環は置換されていても良い。Ｑ、Ｗ、Ｔは、それ
ぞれ同一もしくは異なり、単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ
−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＮＲ−、−ＮＲＣ
Ｏ−、−ＮＲ−、−ＣＨ₂ −、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｃ
Ｈ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＳ−、−ＳＣＯ−、−Ｃ
Ｈ₂ ＣＨ₂−、−ＣＨ₂ Ｏ−、−ＯＣＨ₂ −、を表す。
Ｒはアルキル基を表す。Ｐは置換されていても良いアル
キル基を表す。ｎは０、１、または２を表す。Ｕは−Ｃ
Ｏ−Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｃ_m Ｈ_2mＣＯ
−、−Ｃ_m Ｈ_2mＯ−，−Ｃ_m Ｈ_2m−、−ＯＳＯ₂ −、−
ＳＯ₂ Ｏ−、−ＳＯ₂ −、−ＳＯ₂ −Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｏ
−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_2m−、−Ｃ_m Ｈ_2m+1ＳＯ₂ −、
−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｏ−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｏ−、−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｎ（Ｃ
_m _' Ｈ_2m _' ₊₁）−ＳＯ₂ −、−Ｃ_m Ｈ_2m−Ｎ（Ｃ_m _' Ｈ_2m
_' ₊₁）−ＣＯ−、−ＳＯ₂ −Ｎ（Ｃ_m _' Ｈ_2m _' ₊₁）−Ｃ_m
Ｈ_2m−、−ＣＯ−Ｎ（Ｃ_m _' Ｈ_2m _' ₊₁）−Ｃ_m Ｈ_2m−、
を表し、ｍ、ｍ′はそれぞれ同一もしくは異なる１から
２０までの整数を表す。Ｖは、−（Ｃ_p Ｆ_2pＯ）_q Ｃ_r
Ｆ_2r+1、Ｃ_sＦ_2s+1を表す。ｐはｑが複数の場合それぞ
れの（Ｃ_p Ｆ_2pＯ）に対して独立に１から１０の整数で
あり、ｑが１の場合１から１０の整数である。ｑは１か
ら６の整数である。ｒは１から１０の整数である。ｓは
１〜２０の整数である。）〔一般式ＩＩ〕【外１】（式中、Ｒ₂₁は縮合多環炭化水素を骨格とする４価の炭
化水素基を表し、Ｌ₂₁、Ｌ₂₂は夫々独立に置換されてい
ても良い炭素数１〜２０のアルキレン基、１，４−フェ
ニレン、【外２】Ｒ₂₂は、単結合、−Ｏ−、−Ｃ（Ｒ₂₃）（Ｒ₂₄）−を表
す。Ｒ₂₃、Ｒ₂₄は、夫々独立に炭素数１〜６のパ−フル
オロアルキレン基又は炭素数１〜６の直鎖状または分岐
状アルキレン基を表す。）
【請求項２】前記一般式ＩＩで表される繰り返し単位
におけるＲ₂₁が、下記の縮合多環炭化水素基のいずれか
である請求項１記載の液晶素子。【外３】
【請求項３】前記一般式ＩＩにおいて、Ｌ₂₁、Ｌ₂₂が
いずれも１，４−フェニレンであり、Ｒ₂₂が単結合また
は、−Ｏ−であり、ｘが０、１または２である請求項１
記載の液晶素子。
【請求項４】請求項の１〜３のいずれかに記載の液晶
素子を具備してなる液晶装置。
【請求項５】前記液晶素子が表示素子としての機能を
有する請求項４記載の液晶装置。