JPS5829496B2 - エキシヨウソシ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表示装置、光変調装置などの各種光学装置に
有用な液晶素子に関し、詳しくは、充填された液晶を基
板の面に対し一定方向に配向させた液晶素子に関する。

一般に、光学装置用の液晶素子の動作原理は、平行に配
置された２枚の基板の間で形成される液晶層に、電場、
磁場、超音波、熱などの外部場を印加する際に生じる液
晶の光学的緒特性の変化に基づくものであり、この光学
的緒特性の変化は、外部場の無印加時の液晶の特定な配
向（初期配向）が外部場の印加で変形、ないしは乱され
ることにより生じる。

この事情を、現在実用化の段階に入りつつある外部場と
して電場を用いる光学装置、いわゆる電気光学装置にお
ける液晶素子について、更に具体的に以下に述べる。

液晶素子を用いる電気光学装置の主要な方式には、 Ｄ
Ｓ （Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）方式、
ＤＡＰ （Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｖｅｒｔｉ
ｃａｌｌｙＡｌｉｇｎｅｄ Ｐｈａｓｅｓ）方式、ＴＮ
（Ｔｗｉ ｓ ｔ ｅｄＮｅｍａｔｉｃ）方式、ＰＣ
（Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ）方式などがあり、いずれ
の方式の液晶素子においても、電場の無印加時における
液晶の特定配向が原理的、ないしは性能的に必要となる
。

特にＴＮ方式の液晶素子におい才は、ホモヂニアス（ｈ
ｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ）配向といわれるネマチック液晶
の分子長軸が基板の面に平行になるような配向つけが原
理上必要となる。

このような液晶のホモヂニアス配向方法として、今次に
いくつか発表されており、代表的なものとして、たとえ
ば、綿布や研摩剤などで基板面を研摩する方法、ある種
の界面活性剤や有機シラン化合物などで基板面を処理す
る方法などがあるが、いづれも何らかの欠点を有し、実
用的な液晶配向法とは言えない。

すなわち、研摩法では、基板面の比較的大きな而積にわ
たっての均一な配向づけを実現することは甚だ困難であ
るし、界面活性剤や有機シラン化合物などの処理では永
続性、耐久性や信頼性のある安定な配向づけは不可能で
ある。

本発明は、上記のような欠点を解消したもので、カルボ
キシル酸クロム錯化合物で処理した基板と、この基板の
前記処理面に接触させた液晶とで構成することによって
ガラス板、金属板、ガラス板上に酸化スズ、酸化インジ
ュウムなどを施したネサガラス板、アルミニウム、クロ
ム、金などを蒸着した金属蒸着ガラス板などどのような
基板面に対しても適用でき、且つ基板面の大きな面積に
わたって均一な配向づけが比較的簡単に実現でき、しか
も一旦実現された液晶の配向性は極めて安定で永続性耐
久性信頼性にすぐれた液晶素子を提供することを目的と
する。

以下本実施例について詳細に説明すると、第１図は本発
明に係わる液晶素子の断面構造を示すもので、少なくと
も１枚は透明である２枚の基板１゜２が平行に配置され
ており、基板１，２を所定間隔に保持するようにスペー
サー３が挿入され、外部周辺部は接着剤４で固定され、
一方の基板上に設けた注入孔５から液晶を充填し、この
液晶６に接触する基板面にカルボキシル酸クロム錯化合
物のカップリング処理により形成された配向賦与層７．
７が施されている。

この配向賦与層７によって、ネマチック液晶、スメクチ
ック液晶ではホモシニアス配向が得られ、ｌたコレステ
リンク液晶にはグランジェン（Ｇｒａｎｄ ｊｅａｎ
）配向が得られる。

本発明で言うカルボキシル酸クロム錯化合物は一般構造
式 ％式％（ ＯＨあるいはＮ Ｈ２ｚ ｎ ｓ ｎ ’は１以上の整
数で、ｎ’＜２ ｎ−４−１である。

）で、Ｘは陰イオンである。〕で示されるもので具体的
には例えば、グリコール酸、３−ヒドロキシプロピオン
酸、グルクロン酸、Ｄ−グルコン酸、Ｄ−マンノン酸、
Ｄ−−ｘラクトン酸、Ｄ−グルクロン酸、Ｌ−アラポン
酸、グリシン、β−アラニン、γ−アミノ酪酸、セリン
、Ｌ−トレオニン、オルニチン、リシン等のクロム錯化
合物が挙げられる。

勿論これらに限定されるものではなく、また必要に応じ
て２種以上を混合してもよい。

このカルボキシル酸クロム錯化合物を基板上にカップリ
ング処理を施すには、カルボキシル酸クロム錯化合物を
水や適当な有機溶剤によって０．０１〜１０重量％の溶
液とし、この溶液を処理液として浸漬法、スプレー法、
ブラッシング法、スピンナー法、引き上げ法、ロール法
などの公知の方法によって塗布し、乾燥することによっ
て、基板とカルボキシル酸クロム錯化合物とのカップリ
ングとこのカルボキシル酸クロム錯化合物の自己架橋が
達成され、極めて容易にかつ一様に配向賦与層７を形成
することができる。

尚、必要に応じて、上記処理液は酸性を中和するために
アンモニア、苛性ソーダ−、ヘキサメチレンテトラミン
、尿素などのアルカリ性物質を加えてｐＨ調整をしても
その効果は変らない。

また塗布した処理液の乾燥は常温による自然乾燥のみで
あってもカップリング効果は充分に得られるが、必要に
応じて加熱乾燥すれば短時間に配向賦与層７を形成でき
る。

更にカルボキシル酸クロム錯化合物の基板処理効果を最
大とするには、カップリング処理基板を水や適当な有機
溶剤で洗滌することが望ましい。

しかしながら、基板処理工程上、あるいは液晶素子の構
造上、洗滌できない場合には、省略しても良い。

本発明に係る液晶は、特に限定されるものではなく、あ
らゆるものが使用できる。

たとえば、ネマチック液晶としては、 ｐ−（Ｎ−（ｐ’−メトキシベンジリデン）アミノ）−
ｎ−ブチルベンゼン（以下ＭＢＢＡと略記する） ｐ−（Ｎ−（ｐ’−エトキシベンジリデン）アミン）−
ｎ−ブチルベンゼン ｐ−（Ｎ−（ｐ’−メトキシベンジリデン）アミノコフ
ェニルブチレート ｎ−ブチル−ｐ−（ｐ’−エトキシフェノキンカルボニ
ル）フェニルカルホネート ｐ−メトキシ−ｐ′−ｎ−ブチルアゾキシベンゼン ｐ−エトキシ−ｐ／ ｎ−ブチルアゾキシベンゼン ｐ−（Ｎ−（ｐ’−メトキシベンジリデン）アミン〕ベ
ンゾニ） ＩＪル（以下ＢＢＣＡと略記する）ｐ−ＣＮ
−（ｐ’−へキシルベンジリデン）アミン〕ベンゾニト
リル ｐ−ｎ−へキシル−ｐ′−シアノビフェニル、ｐ−ｎ−
へブチル−ｐ′−シアノビフェニル、コレステリック液
晶としては、 コレステリルクロライド、 コレステリルノナノエート、 コレステリルオレート、 コレステリル−２−エチルヘキサノエート、コレステリ
ルベンゾエート、 コレステリルアセテート、 スメクチック液晶としては、 Ｎ−（ｐ−シアノベンジリデン） ｐ／ ｎ−オク
チルアニリン、 エチル−ｐ−アゾキシベンゾエート、 アンモニウムオレエート、 などが挙げられる。

また、上記液晶の混合物であっても良い。

次に本発明の具体的実施例について液晶素子を用いて説
明する。

実施例 １ この実施例で示す液晶素子はたて４０ｍｖｔ、よこ８０
ｍｒｔｔ、厚さＬ５ｍｖｎ基板を平行配置して両基板間
に液晶を封入したものである。

ここで用いた基板はその作用効果を比較するために、■
液晶と接触する面がガラスであるような単なるガラス板
、■電極板として作動させるために酸化錫の透明導電膜
を液晶と接触する面に施しであるネサガラス板、■金属
反射電極板として作動させるために液晶と接触する面に
アルミニウムを蒸着したアルミ蒸着ガラス板、■液晶と
接触する面を鏡面研磨したクロム金属板の４種類につい
てそれぞれの組合せも含めて実施した。

この基板はそれぞれＤ−グルコン酸クロム錯化合物溶液
に更に水を加え、１０重量％、１重量％、０．１重量％
とした３種類の処理液に１０分間浸漬塗布した。

浸漬塗布後、１５０°Ｃの雰囲気で１時間の加熱により
乾燥処理をして、該クロム錯化合物と基板とのカップリ
ング、並びに該クロム錯化合物の自己架橋を行ない、基
板とのカップリングを完全なものとした。

さらにこの基板を流水で洗滌し乾燥させた後、基板表面
を綿布（ガーゼ）で一定方向に２〜３回軽く摩擦研磨し
た。

得られた各基板はガラス板とガラス板、ネサガラス板と
ネサガラス板、ネサガラス板とアルミ蒸着ガラス板、ネ
サガラス板とクロム金属板の４種に組合わせ、摩擦研磨
方向を直交するように配置し、１２μのマイラスペーサ
と更に基板を融着するために、封着用ナイロン接着シー
トを所定の位置に挾んで均一に加圧しながら１４０℃の
温度雰囲気で１０分間加圧する事により融着し液晶素子
構造体を構成した。

その中にＭＢＢＡ８０重量％、ＢＢＣＡ２０重量％の混
合液晶を注入して液晶素子を完成した。

この液晶素子の液晶の配向性はすぐれたＴｗｉ −８ｔ
配向されていることが、偏光顕微鏡によって色調の一様
性の検査、並びに直交ニコル、並行ニコル間における明
視野、暗視野の検査から確認された。

この液晶素子でＴＮ方式表示動作試験を行なった結果、
交流５Ｖ、５０Ｈｚで連続通電９０００時間経果後にお
いても良好の表示特性を保っており、ライス）（Ｔｗｉ
ｓｔ）配向は全くそこなわれず、永続性、耐久性、安定
性の優秀さを呈している。

実施例 ２ Ｌ−トレオニン酸クロム錯化合物の各２．５゜１．０，
０．５重量％水溶液を用いて、実施例１と同様に液晶素
子構造体を構成した。

これにＭＢＢＡ８０重量％、ＢＢＣＡ２０重量％からな
る混合液晶を注入した所、室温で６ケ月後においても安
定なツイスト構造を示していた。

なお比較例として、綿布で摩擦研磨した無処理基板より
構成した液晶素子構造体に上記混合液晶を注入した所均
−なツイスト配向が得られず、放置しておくとツイスト
配向の乱れが大きくなる傾向にあり、室温２ケ月後にお
いては、全面のほぼ５０％以下の部分しかツイスト配向
しなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶素子の一実施例を示す一部切
欠断面図である。 １．２・・・・・・基板、３・・・・・・スペーサー
４・・・・・・接着前ＩＪ、 ５・・・・・・注入Ｌ
６・・・・・・液晶、７・・・・・・配向賦４層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １一般構造式 ％式％（ はＯＨ，ＮＨ２より選択され、ｎ、ｎ’ は１以上の整
   数でかつｎ’＜ ２ ｎ ＋ １である）で示される置
   換アルキル基であり、Ｘは陰イオンである。 〕で示されるカルボキシル酸クロム錯化合物で処理した
   基板と、この基板の前記処理面に接触させた液晶とから
   なることを特徴とする液晶素子。