JPS62170939A - カイラルスメクチック液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、カラーディスプレイ、特にカラーテレビジョ
ンに適した強誘電性液晶素子に関する。

〔従来の技術〕

従来のアクティブマトリクス駆動方式を用いた液晶テレ
ビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）を画
素毎のマトリクス配置し、ＴＰＴ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、この時映
像画像信号がソースから印加され、キャパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツ
ィステッド・ネマチック−ＴＮ液晶）が駆動し、そして
画素毎に設けたカラーフィルター層を光学的にスイッチ
ングすることによってカラーティスプレィが行われてい
た。

しかし、この様なＴＮ液晶を用いたアクティブマトリク
ス駆動方式のテレビジョンパネルでは、使用するＴＰＴ
が複雑な構造を有しているため、構造工程数が多、く、
高い製造コストがネックとなっている上に、ＴＰＴを構
成している薄膜半導体（例、えは、ポリシリコン、アモ
ルファスシリコン）を広い面積に亘って被膜形成するこ
とが難しいなどの問題点がある。

一方、低い製造コストで製造できるものとしてＴＮ液晶
を用いたパッシブ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（ｌ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（デユー
ティ−比）がｌ／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
などの欠点を有している上、デユーティ−比が低くなる
と各画素の階調を電圧変調により制御することが難しく
なるなど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビ
ジョンパネルには適していない。

この様な従来のＴＮ液晶がもつ根本的な問題点を解決す
るものとして、クラークとラガーウオルらの米国特許第
４３６７９２４号公報などで双安定性をもつ強誘電性液
晶素子が提案されている。〔発明が解決しようとする問
題点〕 しかしながら、前述の強誘電性液晶素子をカラーディス
プレイ、特にカラーテレビジョンに適用する１こ・は、
上述する如き問題点がある。

すなわち、液晶素子を用いたカラーディスプレイ方式と
して最っとも都合の良い方式は、カラーストライプフィ
ルターまたはカラーモザイクフィルターの色単位毎を液
晶駆動によって光学的にスイッチングする方式で、特に
マトリクス電極の交差部を色単位に対応させたカラー画
素単位毎を線順次駆動によってスイッチングする方式が
適している。

ところで、一般にカラー表示では、例えば対角線サイズ
１２インチ以上の大面積の画面を形成できることが要求
されているため、前述した方式に適用する液晶素子は大
面積パネルで作成されることが必要となっている。

従来、大面積パネルの液晶素子を作成する上で、素子の
セルギャップを全体に亘って均一に維持するために、素
子を構成する一対の基板間に間隔制御部材としてグラス
ファイバーなどの様にファイバー径に対して長手の線長
をもつ線状体あるいはガラスビーズ、アルミナビーズや
プラスチックビーズなどの様にほぼ球形の粒状体を配置
する方法が採用されている。

しかしながら、本発明者らの実験によれば、カラーフィ
ルター及びそれを保護する保護層を内蔵したカラー表示
用液晶素子を大面積パネルに適用した際、一対の基板間
の間隔制御部材として前述の線状体であるグラスファイ
バーを用いたカラー表示用液晶素子の場合には、正常な
カラー表示を行なうことができなかった。

すなわち、本発明者らの知見によれば、上述の理由とし
ては、液晶素子の作成段階で、グラスファイバーが保護
層を突き破り、この部分で強誘電性液晶とカラーフィル
ター中の染料や顔料とが直液接触し、次第に強誘電性液
晶（以下、ｒＦＬｃｊと言う）中に染料や顔料が溶出し
、かかる液晶素子を長期に亘って′使用すると、セル内
のＦＬＣの抵抗が経時的に低下し、上述する原因によっ
て正常な駆動を行なうことができな（なると考えられる
。

第１図（ａ）は、ＦＬＣの画素に印加される駆動波形を
表わし、第１図（ｂ）は液晶自体にリアルタイムでかか
る電圧波形を表わしている。すなわち、ＦＬＣに前述の
交差電極間からＶＯＮの書込みパルスを印加した時に、
ＦＬＣに実質的に印加される電圧波形は、第１図（ｂ）
に示す様にパルス印加時のＶｏが時定数π＝ＲＣ（Ｒ；
　ＦＬＣの抵抗、Ｃ；　ＦＬＣの容量）の割合で△ｖＯ
だけ電圧降下を生じ、この電圧降下△ｖＯはＦＬＣの抵
抗Ｒが小さい程大きくなり、パルス切換時（パルスの立
下り時）に逆極性の一△ＶｏがＦＬＣに印加されること
になる。この１−△ｖｏ１が反転閾値電圧１−ｖｔｈ　
Ｉより大きい場合には、例えば白の書込みとは逆の黒の
書込みが行なわれることになる。これは、パルスの立下
り時にＦＬＣに直列接続された配向制御膜などの誘電体
層の容量からの放電により逆向きの電界（−△Ｖｏ）を
発生することが原因となっている。

従って、前述した様にカラーディスプレイ用液晶素子は
カラーフィルターとグラスファイバーがセル内に配置さ
れ、このためセルの作成段階でグラスファイバーがカラ
ーフィルターの保護層を突き破り、この個所でＦＬＣに
カラーフィルター層中の染料が溶出し、かかる液晶素子
を長期間に亘って使用すると、セル内のＦＬＣの抵抗Ｒ
が経時的に低下し、やがて前述した逆向き電界−△Ｖｏ
の値が反転閾値電圧を越えて所望の光学的なスイッチン
グ駆動が作動しな（なる問題点がある。

又、ＦＬＣ素子に行順次書込み方式を適用する場合には
、例えば打上の全又は所定の画素に対して第１位相とな
る位相ｔｌでＦＬＣの第１の配向状態に基づく第１表示
状態を形成するパルスを印加し、次の第２位相となる位
相ｔ２で選択された画素に対して第１表示状態をＦＬＣ
の第２の配向状態に基づく第２表示状態に反転するパル
スを印加する方式がある。

この方式の場合、位相ｔ２では第２図（ａ）に示す様に
第１表示状態を保持する画素には位相ｔｌで印加したパ
ルスとは逆極性のパルスが閾値電圧以下で印加されるこ
とになる。

この様に行順次書込み方式の場合では、位相ｔｌで書込
まれた表示状態を位相ｔ２で反転することなく保持され
ることが必要である。従って、位相ｔ２で反転閾値電圧
を超えた電圧が印加されてはならないはずであるが、本
発明者らの研究から明らかとなったことであるが、位相
ｔｌから位相ｔ２へのパルス極性切換時に、ＦＬＣには
第２図（ｂ）に示す様に−（ａＶｏ＋△Ｖｏ）：　［ａ
はａ＜１Ｖｔｈｌ／１ｖｏＮ１；ｖｔｈはＦＬＣ（７）
閾値電圧〕：ノ電圧が実質的に印加されることになり、
この−（ａＶｏ＋△Ｖｏ）が反転閾値電圧より大きい場
合には、第１表示状態を保持すべき画素が位相ｔ２で第
２表示状態に反転されることになり、所期の表示を形成
することができなくなる問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕及び〔作用〕従って、
本発明の目的は、長期間に亘って安定したカラーディス
プレイ、特にカラーテレビジョンディスプレイを可能と
したＦＬＣ素子を提供することにある。

すなわち、本発明は一対の基板と、該一対の基板間に配
置した強誘電性液晶とを有する液晶素子において、前記
一対の基板のうち少なくとも一方の基板が、カラーフィ
ルター層及び該カラーフィルター層と前記強誘電性液晶
との直接接触を防止する保護層を有しているとともに、
前記一対の基板間に粒状体が配置されている液晶素子に
特徴を有している。本発明の作用は、セル内に設けたカ
ラーフィルター層を覆う保護層と粒状体を配置すること
によって、保護層の破損が原因となって生じていたＦＬ
Ｃへの染料の溶出を防止し、この結果ＦＬＣの抵抗が低
下することによって生じていた逆向き電界（−△Ｖｏ）
の増大を防止することができる。

〔実施例〕

第３図は、本発明の液晶素子の断面図である。３１はカ
ラーフィルター層で、それぞれ３１　（Ｂ）、３１（Ｇ
）及び３１　（Ｒ）は青色カラーフィルター層、緑色カ
ラーフィルター層及び赤色カラーフィルター層で、１つ
のカラー画素単位を形成している。３２はカラーフィル
ター層３１とＦＬＣ３５との直接接触を防止する保護層
で、絶縁性と配向制御性を兼ね備えることができる。３
３ａと３３ｂはガラス板、プラスチックフィルムなどの
基板、３４ａと３４ｂはマトリクス電極を形成するスト
ライプ状透明電極で、ＩＴＯ（インジウム−ティン−オ
キサイド）などの膜で形成されている。３５はＦＬＣで
、３６は配向制御膜で省略することも可能である。３７
ａと３７ｂはクロスニコルの偏光子で、３８は基板３３
ａと３３ｂとの間隔をシールするシーリング部材で、ス
ペーサとしての機能を兼ね備えることができる。３９は
、一対の基板３３ａと３３ｂの間隔を制御するガラスビ
ーズ、アルミナビーズやプラスチックビーズなどの球形
状をもつ粒状体である。

特に、本発明では、上述する非らせん構造の強誘電性液
晶素子を作成する上で、粒状体３９としては、粒度分布
が狭く且つ１μｍ〜５μｍの平均粒径をもつものが得ら
れることからアルミナビーズが適している。本発明で用
いられる粒状体３９は１ｍｍ２当り０．１〜１５個、好
ましくは１ｍｍ２当り０゜５〜１０個の割合で配置され
ることができる。１ｍｍ”当り１５個以上の場合では粒
状体３９同士に重な、りを生じ、このため粒状体３９が
保護層３２を突き破る傾向を増大することになる。又、
１ｍｍ２当り０゜１個以下の場合では一対の基板３３ａ
と３３ｂの間隔を均一なセルギャップに制御できなくな
り、特に上述の非らせん構造の強誘電性液晶素子ではセ
ルギャップの均一性に対する許容範囲が±１０％と極め
て高精度なセルギャップ均一性が要求されていることか
ら、１ｍｍ２当り０．５個以上の粒状体３９が必要であ
る。

本発明で用いる粒状体３９は、例えばアルミナビーズを
分散した揮発性液体（フッ素化メタン、フッ素化エチレ
ン、イソプロピルアルコール、メタノールなど）を２枚
の基板のうち少なくとも１方の基板にスプレィすること
によって分布させることができ、また前述のアルミナビ
ーズの分散液体に基板を浸漬塗布することによっても分
布させることができる。

カラーフィルター層３１は、染料でポリビニルアルコー
ルやセルロース樹脂などの媒染体を着色させて形成した
ものを用いることができる。この際に用いる染料として
は、シアニン系染料、メロシアニン系染料、アズレニウ
ム系染料、ナフトキノン系染料、ナフトキノン系染料、
フェノール系染料、ジスアゾ系染料、トリスアゾ系染料
、テトラゾ系染料などを用いることができる。

また、本発明で用いるカラーフィルター層３１は、各種
の有機顔料を蒸着法によって被膜形成させたものであっ
てもよい。この際に用いる有機顔料としては、銅フタロ
シアニン顔料、鉛フタロシアニン顔料、ペリレン系顔料
、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ジスアゾ系顔
料、トリスアゾ系顔料、テトラゾ系顔料などを用いるこ
とができる。

また、本発明の別の好ましい具体例では、カラーフィル
ター層３１として、着色ポリイミド、着色ポリアミド、
着色ポリアミドイミド、着色エステルイミドや着色ポリ
エステルを用いることができる。

特にポリアミド（６−ナイロン、６ローナイロンあるい
は共重合ナイロン）やポリエステルは各種の有機溶剤に
可溶性であるため、各種の有機顔料を混入させることが
可能である。また、ポリイミド、ポリアシドイミドやポ
リエステルイミドを着色する方法としては、その前駆体
であるポリアミック酸溶液中に分散剤（水酸基、カルボ
キシル基、スルホン酸基、カルボンアミド基、スルホン
アミド基などを置換基としてもつアゾ系染料、フタロシ
アニン系染料、トリフェニルメタン系染料など）ととも
に有機顔料を分散させる方法を用いることができる。こ
れらの着色フィルムは、保護層３２との密着性が極めて
良好で、よい結果を得ることができる。

本発明で用いる保護層３２は、特に制限されるものでは
ないが、シリコン窒化物、水素を含有するシリコン窒化
物、シリコン炭化物、水素を含有するシリコン窒化物、
シリコン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼素窒化
物、セリウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウ
ム酸化物、チタン酸化物、フッ化マグネシウムＳｉＯや
５ｉ０２などの無機絶縁物質、あるいはポリビニルアル
コール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル
イミド、ポリパラキシリレン、ポリエステル、ポリカー
ボネート、ポリビニルアセクール、ポリ塩化ビニル、ポ
リ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース
樹脂、メラミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフォ
トレジスト樹脂などの有機絶縁物質が絶縁膜として使用
される。これらの絶縁膜の膜厚５０００Å以下、好まし
くは１００人〜５０００人、特に５００人〜３０００人
が適している。

また、この保護層３２によって形成される容量の場合で
は、５．５Ｘ１０”ＰＦ／ｃｒｒｒ以上となる様に設定
することによって、前述の反転現象を一層有効に防止す
ることができる。その好ましい容量は、５゜５　Ｘ　１
０３ＰＦ　／　ｃｒｒ？　〜３．ＯＸ　１０５ＰＦ　／
　ｃｒｄの範囲で、特に十分な絶縁性を保持する上で９
．０Ｘ１０３ＰＦ／ｃｒｄ　〜５．５Ｘ　１０４ＰＦ／
ｃｒｒｆが適している。

さらに、この保護層３２の表面をラビング処理などの−
゛軸性配向処理することによって、ＦＬＣ３５に対する
配向制御効果を付与することができる。

また、本発明で用いる保護層３２とカラーフィルター層
３１中の染料または顔料とは互いに相溶性をもっていな
いものから選択することが好ましい。、本明細書で言う
「相溶性」とは、保護層と染料または顔料が同一の有機
溶剤によって溶解する性質のことである。この際の溶解
度としては、有機溶剤ｌｏｎｇに対して保護層及び染料
または顔料が１ｇ以上の割合で溶解する場合では、かか
るカラーフィルター層３１と保護層３２をＦＬＣ素子に
設けた時に、かかるＦＬＣ素子の長期間に亘る使用中に
カラーフィルター層３１中の染料または顔料が保護層３
２中に浸透し、その結果ＦＬＣの抵抗を低下させること
になり、このために前述した様な誤動作を生じる。

この様に、本発明で用いる保護層３２は、カラーフィル
ター層３１中の染料または顔料に対して相溶性をもって
いないものから、選択することによってＦＬＣ素子の長
期における動作安定性をより一層向上させることができ
、またかかる保護層３２を複数の層からなる積層体とす
ることも可能である。

また、図示した様にカラーフィルター層３１の上に透明
電極３４ｂを設け、さらにその上に保護層３２を設けた
場合の他に、本発明で用いる保護層３２は、カラーフィ
ルター層３１の上に直接設け、その上に透明電極３４ｂ
を設けることも可能である。この際、透明電極３４ｂを
覆う別に配向制御膜（図示せず）を設けることが好まし
い。この配向制御膜は、前述した保護層３２と同様の材
料ζごよって被膜形成した後にラビング処理などの一軸
性配向処理を施すことによって得ることができる。

第４図は、ＦＬＣセルの例を模式的に描いたものである
。ｌｌａとｌｌｂは、Ｉｎ２ｏ３、ＳｎＯ２やＩＴＯ（
インジウム−ティン−オキサイド）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
１２がガ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１３が液晶分子
を表わしており、この液晶分子１３は、その分子に直交
した方向に双極子モーメント（Ｐ土）１４を有している
。基板１１ａとｌｌｂ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のらせん構造がほどけ、
双極子モーメント（Ｐ土）１４はすべて電界方向に向く
よう、液晶分子１３の配向方向を変えることができる。

液晶分子１３は細長い形状を有しており、その長袖方向
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５図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はほどけ、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（２
４ａ）または下向き（２４ｂ）のどちらかの状態をとる
。このようなセルに第１０図に示す如（一定の閾値以上
の極性の異る電界ＥａまたはＥｂを付与すると、双極子
モーメント電界ＥａまたはＥｂは電界ベクトルに対応し
て上向き２４ａまたは、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の何れか一方に配向する。

このようなＦＬＣ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１０図によって説明すると、電界Ｅ
ａを印加すると液晶分子は第１の安定状態２３ａに配向
するが、この状態は電界を切っても安定である。また、
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。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。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ＦＬ
Ｃ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。

本発明で用いるＦＬＣ３５としては、カイラルスメクチ
ック液晶が最も好ましく、そのうちカイラルスメクチッ
クＣ相（ＳｍＣ＊）、Ｈ相（ＳｍＨ＊）、■相（ＳｍＩ
　＊　）、Ｊ相（ＳｍＪ＊）、Ｋ相（ＳｍＫ＊’）、Ｇ
相（ＳｍＧ＊）やＦ相（ＳｍＦ＊）の液晶が適している
。

より具体的には、ＦＬＣ３５としては、ｐ−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（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ｐ−ヘキシロキシ゛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）、ｐ−デシロキシベンジリデン−
ｐ′−アミノ−２−メチルブチル−α−シアノシンナメ
ート（ＤＯＢＡＭＢＣＣ）、ｐ−テトラデシロキシベン
ジリデン−ｐ′　−アミノ−２−メチルプチルーα−シ
アノシンナメート（ＴＤＯＢＡＭＢＣＣ）、ｐ−オクチ
ルオキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチ
ル−α−クロロシンナメー）　（ＯＯＢＡＭＢＣＣ）、
ｐ−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−
メチルブチル−α−メチルシンナメート、４゜４′−ア
ソキシシンナミックマシッドービス（２−メチルブチル
）エステル４−０−　（２−メチル）−ブチルレゾルシ
リテン−４′−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）、４−
（２’−メチルブチル）フェニル−４′−オクチルオキ
シビフェニル−４−カルボキシレート、４−へキジルオ
キノフェニル−４−（２″　−メチルブチル）ビフェニ
ル−４″−カルボキシレート、４−才クチルオキシフェ
ニル−４−（２”　〜メチルブチル）ビフェニル−４′
−力ルポキシレート、４−へブチルフェニル−４−（４
”　−メチルヘキシル）ビフェニル−４゛−力ルポキシ
レート、４（２”−メチルブチル）フェニル−４−（４
″　−メチルヘキシル）ビフェニル−４゛−カルボキシ
レートなどを用いることができる。

これらのＦＬＣ化合物は単独または２種以上組合せて用
いることができ、また他の非誘電性液晶、例えばネマチ
ック液晶、コレステリック液晶（カイラルネマチック液
晶）やスメチック液晶と混合することができる。また、
前述したＦＬＣ３５は、前述の第４図に示すらせん構造
を形成したものでもよく、第５図に示す非らせん構造の
ものであってもよい。特に、第４図に示すらせん構造を
有している際には、ＦＬＣとして負の誘電異方性をもつ
ものを使用し、両電極間に交流バイアスを印加すること
によって、非らせん構造とした双安定性を付与させる駆
動法を適用するのが好ましい。また、この際、液晶層の
セル厚を十分に小さくそれだけで非らせん構造を形成す
る液晶素子に前述の交流バイアスを印加する駆動法を適
用するも可能である。

３５は、前述の第４図に示すらせん構造を形成したもの
でもよく、第５図に示す非らせん構造のものであっても
よい。特に、第４図に示すらせん構造を有している際に
は、ＦＬＣとして負の誘電異方性をもつものを使用し、
両電極間に交流バイアスを印加することによって、非ら
せん構造とした双安定性を付与させる駆動法を適用する
のが好ましい。又、この際、液晶層のセル厚を十分に小
さくそれだけで非らせん構造を形成する液晶素子に前述
の交流バイアスを印加する駆動法を適用するも可能であ
る。

以下、本発明を実施例に従って説明する。

実施例１ ピッチ１００μｍで幅６２．５μｍのストライプ状のＩ
ＴＯ膜を電極として設けた正方形状ガラス基板を用意し
、これらの電極となるＩＴＯ膜が設けられている側を下
向きにセットして、真空蒸着装置で銅フタロシアニン顔
料（青色）を真空蒸着した。次いで、この銅フタロシア
ニン顔料の蒸着層を所定のフォトリンプロセスを用いて
パターニングした。

次いで、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸
（ピロメリット酸二無水物と４，４′　−ジアミノジフ
ェニルエーテルとの脱水縮合体）の５重量％Ｎ−メチル
ピロリドン溶液を加熱硬化時の膜厚が８００人となる様
に、スピンナー塗布した。加熱硬化後のポリイミド膜の
表面をビロードでストライプ状電極方向と平行にラビン
グ処理を施した。こうして作成した電極板をＡ電極板と
する。

一方、前述のＡ電極板を作成した時に用いた銅フタロシ
アニンカラーフィルター層の形成の他は、全く同様の方
法でＢ電極板を作成した。但し、ラビング処理方向は、
ストライプ状電極と直角方向に行なった〇 次いで、平均粒径約５μｍのアルミナビーズ４０　ｍ　
ｇを４００ｃｃのメタノール液に分散した分散液に、前
述のＢ電極板を浸漬した後、引き上げ、そして乾燥する
ことによって、Ｂ電極板上にアルミナビーズを散布した
。

次いでＡ電極板の周辺部に注入口となる個所を除いて熱
硬化型エポキシ接着剤をスクリーン印刷法によって塗布
した後に、Ａ電極板とＢ電極板のストライプ状パターン
電極が直交する様に重ね合せた後、Ａ電極板の外側から
１ｃｒｔｒ当り５ｋｇの圧力を均一に加えてから、この
加重下で接着剤を硬化した。

こうして作成したセル内に等吉相となっている下記液晶
組成物Ａ（２０°Ｃ〜７８°ＣでＳｍＣ＊を示した）を
注入口から注入し、その注入口を封口した。

このセルを徐冷によって降温させ、温度を４０℃で維持
させた状態で、一対の偏光子をクロスニコル状態で設け
てから、顕微鏡観察したところ、配向欠陥のない非らせ
ん構造を採り、モノドメインのＳ　ｍ　Ｃ＊が形成され
ていることが判明した。

創り且皿曹請 ６０．８ｗｔ％ ［比較例］ 前述の例で作成した液晶セルで用いたアルミナビーズを
線径約５μｍのグラスファイバーを使用したほかは全く
同様の方法で比較用液晶素子を作成したところ、前述の
例と同様にモノドメインのＳ　ｍ　Ｃ＊が形成されてい
た。

前述した２種の液晶セルを温度８０℃で、相対湿度６０
％の条件下に９６時間放置した後、それぞれの液晶の抵
抗を測定した。その結果を下記（表１）に示す。

表１ ■１」絃　９６．、　　”ｃｖ 本発明例　　２．５　Ｘ　１０”Ω・ｃｍ　　２．５Ｘ
１０”Ω”ｃｍ比較例　２．５　Ｘ　１０”Ω−ｃｍ　
　４．ｌＸ１０ａΩ”ｃｍ前述の抵抗（Ω・ｃｍ）は、
第６図に示す回路を用いて２周波法により矩形パルスを
印加して、下記の式からＲ，ＬＣ（Ω・ｃｍ）を求める
ことによって測定することができる。尚、この際、ｆ＋
＝３２Ｈｚ、　ｆ２＝６４Ｈｚ、Ｖ＝１０ボルトとした
。

■　：測定電圧 「　：矩形波の周波数 ■Ｃ：容量成分の電流値 ＩＲ：Ｒ成分の電流値 Ｃｔ、Ｃ：液晶の容量 ＲＬＣ：液晶の抵抗（Ω） ＣＬＣ：　ＲＬＣＳ／ｄ ｄ　：液晶の膜厚（セルギャップ） Ｓ　：電極面積 ｆを変えて、 ｙ 実施例２ 実施例１で用いた平均粒径的５μｍのアルミナビーズに
代えて、平均粒径的１μｍのアルミナビーズを使用した
ほかは、実施例１と全（同様の方法で液晶セルを作成し
た後、同様の測定を行ったところ、９６時間放置後の抵
抗はやはり、初期段階と同様に２．５Ｘ１０”Ω・ｃｍ
であった。

次いで、９６時間放置後の液晶表示セルにクロスニコル
の偏光子を配置した後電極間に２０ボルトの信号を印加
して駆動したところ、本例の液晶セルは、初期同様の良
好なコントラストをもつ表示品質が得られた。

実施例３と４ 実施例２で用いた銅フタロシアニンに代えて、鉛フタロ
シアニン（実施例３）とペリレンレッド（実施例４）を
用いたほかは、実施例２と全く同様の゛方法で液晶セル
を作成し、耐久試験を行ったところ、実施例２と同様の
結果が得られた。

実施例５ 実施例２で用いた銅フタロシアニン蒸着層からなるカラ
ーフィルター層に代えて、下記着色ポリイミド膜をカラ
ーフィルター層として用いたほかは、実施例２と全（同
様の方法で液晶セルを作成したところ、実施例２と同様
の結果が得られた。

着色ポリイミドの作成手順 かきませ機、還流冷却器および温度計を設けた四ツロフ
ラスコに銅フタロシアニン１０部をクロロスルフオン酸
１００部に完全に溶解した後、塩化チオニル２１部を加
え、徐々に昇温しで、１１２〜１１３℃を４時間維持し
た。冷却後、氷を投入して濾過、氷水で水洗した。この
ペーストを還流冷却器を設けた四ツロフラスコにとり、
水１００部とＮ−ジエチルアミノエチルアミン２１部を
加え、室温で１２時間撹拌した後に６０℃で１時間加熱
した。反応終了後、濾過、水洗、乾燥して銅フタロシア
ニン誘導体の青色粉末を得た。この青色粉末を元素分析
したところ、置換基として が約３基導入された銅フタロシアニンであることが判明
した。

次いで、前述の銅フタロシアニン誘導体０．１部とα型
銅フタロシアニン１６．５部の混合物をポリイミドの前
駆体である東しく株）社製のセミコファイン５Ｐ−５１
０の１００部とＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド２００部
からなる溶液中に分散し、十分に撹拌分散させた。

この分散液をスピンナー塗布機で加熱硬化１庚の膜厚が
５００人となる様に塗布して着色ポリイミド膜を調製し
た。

［発明の効果］ カラーディスプレイ用、特にカラーテレビジョンディス
プレイ用液晶素子を長期間に亘る使用で安定したカラー
ディスプレイを形成することができる。特に、従来のツ
イストネマチック（ＴＮ）を用いたドツトマトリクス型
液晶素子にカラーフィルター層を適用し、前述した様な
保護層の省略した場合でも、ＴＮ液晶層では、抵抗の低
下を生じるが、書込みパルスの立下り時に、書込み情報
と異なる表示状態となることがなく、従って従来のＴＮ
モードでは抵抗の低下に対する考慮は必要としていない
。これに対し０、ＦＬＣでは書込みパルスの立下り時に
誘電体層の放電による逆電界の発生が書込み情報と異な
る情報で書込みを行なうことに原因しているため、ＦＬ
Ｃを用いたカラーディスプレイで大きな問題となってい
るが、本発明は前述の問題を有効に解決することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は、書込み時の電圧波形を表わ
す説明図である。第２図（ａ）及び（ｂ）は、別の書込
み時の電圧波形を表わす説明図である。第３図は、本発
明の液晶素子の断面図である。第４図及び第５図は、本
発明で用いるＦＬＣ素子を模式的に表わす説明図である
。第６図は、本実施例で用いた抵抗の測定回路を表わす
説明図である。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の基板と、該一対の基板間に配置した強誘電
   性液晶とを有する液晶素子において、前記一対の基板の
   うち少なくとも一方の基板が、カラーフィルター層及び
   該カラーフィルター層と前記強誘電性液晶との直接接触
   を防止する保護層を有しているとともに、前記一対の基
   板間に粒状体が配置されていることを特徴とする液晶素
   子。
2. （２）前記粒状体がアルミナビーズ、ガラスビーズまた
   はプラスチックビーズである特許請求の範囲第１項記載
   の液晶素子。
3. （３）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶で
   ある特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。
4. （４）前記強誘電性液晶が非らせん構造の相である特許
   請求の範囲第１項記載の液晶素子。
5. （５）前記カラーフィルター層が画素毎に設けられ、１
   つでカラー画素単位を形成する特許請求の範囲第１項記
   載の液晶素子。
6. （６）カラー画素単位の３つがそれぞれ青色画素単位、
   緑色画素単位及び赤色画素単位である特許請求の範囲第
   ５項記載の液晶素子。
7. （７）前記保護層が前記強誘電性液晶に対して配向制御
   効果を有している特許請求の範囲第１項記載の液晶素子
   。
8. （８）前記保護層が絶縁膜として機能している特許請求
   の範囲第１項記載の液晶素子。
9. （９）前記保護層が有機絶縁物質を被膜形成させて得た
   層である特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。
10. （１０）前記有機絶縁物質がポリビニルアルコール、ポ
    リイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポ
    リパラキシリレン、ポリエステル、ポリカーボネート、
    ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
    ル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラ
    ミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂及びフォトレジス
    ト樹脂からなる群から選択された絶縁物質の少なくとも
    １種である特許請求の範囲第９項記載の液晶素子。
11. （１１）前記カラーフィルター層が着色ポリイミド、着
    色ポリアミド、着色ポリアミドイミド、着色ポリエステ
    ルイミドまたは着色ポリエステルである特許請求の範囲
    第１項記載の液晶素子。