JPS62181389A - 液晶素子 - Google Patents
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- JPS62181389A JPS62181389A JP61022545A JP2254586A JPS62181389A JP S62181389 A JPS62181389 A JP S62181389A JP 61022545 A JP61022545 A JP 61022545A JP 2254586 A JP2254586 A JP 2254586A JP S62181389 A JPS62181389 A JP S62181389A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャッタアレイ等に
適用する液晶素子に関し、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、表示ならびに駆動特性を改
善した液晶素子に関する。
適用する液晶素子に関し、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、表示ならびに駆動特性を改
善した液晶素子に関する。
従来の液晶素子としては、例えばエム・シャット(M、
S c h a d t )とダブリュー・ヘルフリ
ツヒ(W、 I(e l f r i c h )著“
アプライド・フィジックス・し多−ス”(“Δppyl
ied Physics Letters”)第18巻
、第4号(1971年2月15日発行)、第127頁〜
128頁の“ボルテージ・ディペンダント・オプティカ
ル・アクティビティ−・オブ・ア・ツィステッド・ネマ
チック・リキッド・クリスタル(“VoltageDe
pendent 0ptical Ac+tivity
of a Twisted Nematic Liqu
id Crystal”)に示されたツィステッド・ネ
マチック(Twistednematic)液晶を用い
たものが知られている。このTN液晶は、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為、画素数が制限さ
れていた。
S c h a d t )とダブリュー・ヘルフリ
ツヒ(W、 I(e l f r i c h )著“
アプライド・フィジックス・し多−ス”(“Δppyl
ied Physics Letters”)第18巻
、第4号(1971年2月15日発行)、第127頁〜
128頁の“ボルテージ・ディペンダント・オプティカ
ル・アクティビティ−・オブ・ア・ツィステッド・ネマ
チック・リキッド・クリスタル(“VoltageDe
pendent 0ptical Ac+tivity
of a Twisted Nematic Liqu
id Crystal”)に示されたツィステッド・ネ
マチック(Twistednematic)液晶を用い
たものが知られている。このTN液晶は、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為、画素数が制限さ
れていた。
又、各画素に薄膜トランジスタによるスイッチング素子
を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示素子
が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成す
る工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成する
ことが難しい問題点がある。
を接続し、各画素毎をスイッチングする方式の表示素子
が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成す
る工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成する
ことが難しい問題点がある。
この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとして
、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク(C1
ark)およびラガウエル(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)。双安定性を有
する液晶としては、一般に、カイラルスメクティックC
相(SmC*)又は■]相(SmQ*)を有する強誘電
性液晶が用いられる。
、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク(C1
ark)およびラガウエル(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)。双安定性を有
する液晶としては、一般に、カイラルスメクティックC
相(SmC*)又は■]相(SmQ*)を有する強誘電
性液晶が用いられる。
この液晶は電界に対して第1の光学的安定状態と第2の
光学安定状態からなる双安定状態を有し、従って前述の
TN型の液晶で用いられた光学変調素子とは異なり、例
えば一方の電界ベクトルに対して第1の光学的安定状態
に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対しては第2の
光学的安定状態に液晶が配向される。またこの型の液晶
は、加えられる電界に応答して、極めて速やかに上記2
つの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を有する。このような性
質を利用することにより、上述した従来のTN型素子の
問題点の多くに対して、かなり本質的な改善が得られる
。この点は、本発明と関連して、以下に更に詳細に説明
する。しかしながら、この双安定性を有する強誘電性液
晶が所定の駆動特性を発揮するためには、一対の平行基
板間に配置される液晶が、電界の印加状態とは無関係に
上記2つの安定状態の間での変換が効果的に起るような
分子配列状態にあることが必要である。例えばSmC’
またはS m I(*相を有する強誘電性液晶について
は、SmC*又はS m H’相を有する液晶分子層が
基板面に対して垂直で、したがって液晶分子軸が基板面
にほぼ平行に配列した領域(モノドメイン)が形成され
る必要がある。しかしながら、従来の双安定性を有する
強誘電性液晶素子においては、このようなドメイン構造
を有する液晶の配向状態が、必ずしも満足に形成されな
かったために、充分な特性が得られなかったのが実情で
ある。
光学安定状態からなる双安定状態を有し、従って前述の
TN型の液晶で用いられた光学変調素子とは異なり、例
えば一方の電界ベクトルに対して第1の光学的安定状態
に液晶が配向し、他方の電界ベクトルに対しては第2の
光学的安定状態に液晶が配向される。またこの型の液晶
は、加えられる電界に応答して、極めて速やかに上記2
つの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を有する。このような性
質を利用することにより、上述した従来のTN型素子の
問題点の多くに対して、かなり本質的な改善が得られる
。この点は、本発明と関連して、以下に更に詳細に説明
する。しかしながら、この双安定性を有する強誘電性液
晶が所定の駆動特性を発揮するためには、一対の平行基
板間に配置される液晶が、電界の印加状態とは無関係に
上記2つの安定状態の間での変換が効果的に起るような
分子配列状態にあることが必要である。例えばSmC’
またはS m I(*相を有する強誘電性液晶について
は、SmC*又はS m H’相を有する液晶分子層が
基板面に対して垂直で、したがって液晶分子軸が基板面
にほぼ平行に配列した領域(モノドメイン)が形成され
る必要がある。しかしながら、従来の双安定性を有する
強誘電性液晶素子においては、このようなドメイン構造
を有する液晶の配向状態が、必ずしも満足に形成されな
かったために、充分な特性が得られなかったのが実情で
ある。
たとえば、CI a r kらによれば、このような配
向状態を与えるために、磁界を印加する方法、せん断力
を印加する方法、基板間に小間隔で平行なリッジ(ri
dge)を配列する方法などが提案されている。しかし
ながら、これらは、いずれも必ずしも満足すべき結果を
与えるものではなかった。たとえば、磁界を印加する方
法は、大規模な装置を要求するとともに作動特性の良好
な薄層セルとは両立しがたいという難点があり、また、
せん断力を印加する方法は、セルを作成後に液晶を注入
する方法、と両立しないという難点がある。又、セル内
に平行なリッジを配列する方法では、それのみによって
は、安定な配向効果を与えられない。
向状態を与えるために、磁界を印加する方法、せん断力
を印加する方法、基板間に小間隔で平行なリッジ(ri
dge)を配列する方法などが提案されている。しかし
ながら、これらは、いずれも必ずしも満足すべき結果を
与えるものではなかった。たとえば、磁界を印加する方
法は、大規模な装置を要求するとともに作動特性の良好
な薄層セルとは両立しがたいという難点があり、また、
せん断力を印加する方法は、セルを作成後に液晶を注入
する方法、と両立しないという難点がある。又、セル内
に平行なリッジを配列する方法では、それのみによって
は、安定な配向効果を与えられない。
本発明の目的は、前述した事情に鑑み、高速応答性、高
密度画素と大面積を有する表示素子、或いは高速度のシ
ャッタースピードを有する光学シャッター等として潜在
的な適性を有する強誘電性液晶素子において、従来問題
であったモノドメイン形成性ないしは初期量同性を改善
することにより、その特性を充分に発揮させ得る強誘電
性液晶素子を提供することにある。
密度画素と大面積を有する表示素子、或いは高速度のシ
ャッタースピードを有する光学シャッター等として潜在
的な適性を有する強誘電性液晶素子において、従来問題
であったモノドメイン形成性ないしは初期量同性を改善
することにより、その特性を充分に発揮させ得る強誘電
性液晶素子を提供することにある。
本発明者らは、前述の目的に沿って研究した結果、特定
の液晶又はその液晶を含む組成物を一軸性配向処理効果
が付与された基板に挟持し、スメクテイツク相より高温
側の相、例えばコレステリック相(カイラルネマチック
相)、ネマティック相、等方相からの徐冷による相転移
を生じさせた場合、例えばSmAやカイラルスメクテイ
ツク相の形成時に液晶分子が一方向に配列したモノドメ
インを形成することができ、この結果強誘電性液晶の双
安定性に基づ(素子の作動と液晶層のモノドメイン性を
両立しうる構造の液晶素子が得られることを見い出した
。
の液晶又はその液晶を含む組成物を一軸性配向処理効果
が付与された基板に挟持し、スメクテイツク相より高温
側の相、例えばコレステリック相(カイラルネマチック
相)、ネマティック相、等方相からの徐冷による相転移
を生じさせた場合、例えばSmAやカイラルスメクテイ
ツク相の形成時に液晶分子が一方向に配列したモノドメ
インを形成することができ、この結果強誘電性液晶の双
安定性に基づ(素子の作動と液晶層のモノドメイン性を
両立しうる構造の液晶素子が得られることを見い出した
。
あり、より詳しくは、一対の基板間に下記一般式(I)
で表わされる液晶性化合物、又はそれを含有した71に
品411成物を封入したセル構造をなし、;3ij記液
晶性化合物又は11成物のスメクテイツク[3を該スメ
クテイツク相より高温側の相からの相転移により形成す
るとともに、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基
板の面が界面で接する分子袖方向を優先して、一方向に
配列させる効果を有している点に特徴を有している。
で表わされる液晶性化合物、又はそれを含有した71に
品411成物を封入したセル構造をなし、;3ij記液
晶性化合物又は11成物のスメクテイツク[3を該スメ
クテイツク相より高温側の相からの相転移により形成す
るとともに、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基
板の面が界面で接する分子袖方向を優先して、一方向に
配列させる効果を有している点に特徴を有している。
一般式(1)
(式中、R+は炭素数1〜16のアルキル基、好ましく
は炭素数2〜12のアルキル基を示す。m=1または2
て、′は不斉炭素原子を示す。
は炭素数2〜12のアルキル基を示す。m=1または2
て、′は不斉炭素原子を示す。
を示す。但し、R2は炭素数4〜16のアルキル基、好
ましくは炭素数6〜I2のアルキル基、nは1又は2、
Qは0又は1である。) 本発明の好ましい具体例では、前述の液晶化合物は下記
一般式(1)によって示される。
ましくは炭素数6〜I2のアルキル基、nは1又は2、
Qは0又は1である。) 本発明の好ましい具体例では、前述の液晶化合物は下記
一般式(1)によって示される。
一般式(1)
(式中、R2は炭素数4〜16のアルキル基を示す。
R+は炭素数1−16のアルキル基を示す。8は不斉炭
素原子を示す。) 〔実施例〕 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。
素原子を示す。) 〔実施例〕 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。
本発明で用いる液晶は、強誘電性を有するものであって
、具体的にはカイラルスメクテイツクCを目(SmC*
)、 H相(SmH*)、I相(Sml*)。
、具体的にはカイラルスメクテイツクCを目(SmC*
)、 H相(SmH*)、I相(Sml*)。
J相(SmJ*)、に相(SmK’)、G相(SmG)
又はF相(SmF”)を有する液晶を用いることができ
る。
又はF相(SmF”)を有する液晶を用いることができ
る。
前記一般式(I)で示される液晶化合物の具体例は、下
記のとおりである。
記のとおりである。
(表中Cryst、 は結晶相、Isoは等方相、S
mAはスメク次に、本発明の一般式(1)で示される光
学活性な乳酸誘導体の合成方法の例を示す。
mAはスメク次に、本発明の一般式(1)で示される光
学活性な乳酸誘導体の合成方法の例を示す。
本発明の光学活性な乳酸誘導体は4−(2−アルコキシ
プロピルオキシ)安息香酸や4’−(2−アルコキシプ
ロピルオキシ)ビフェニルカルボン酸等の光学活性中間
体から下記の如く合成される。
プロピルオキシ)安息香酸や4’−(2−アルコキシプ
ロピルオキシ)ビフェニルカルボン酸等の光学活性中間
体から下記の如く合成される。
これらの液晶化合物は、単独でカイラルスメクテイツク
相を示す時は単独又は2種以上組合せて用いることがで
きる他、下記表1又は表2の液晶化合物との混合物とす
ることができ、又単独でカイラルスメクティック相を示
さない時は、下記表2に示す液晶との混合物とすること
により、カイラルスメクテイック相とすることができる
。
相を示す時は単独又は2種以上組合せて用いることがで
きる他、下記表1又は表2の液晶化合物との混合物とす
ることができ、又単独でカイラルスメクティック相を示
さない時は、下記表2に示す液晶との混合物とすること
により、カイラルスメクテイック相とすることができる
。
表 1
一メチルブチルーα−クロロシンナメート(OOBAM
BCC)−メチルブチル−α−メチルシンナメート91
.5℃ 93℃ 結晶 = SmC木 ; SmA 表 2 (A) コレステリルプロピオネートCB)
コレステリルノナネート(C) コレステリルパ
ルミテート(D) コレステリルノナネート 4−(2”−メチルブチル)−4’−シアノビフエニル
4−(2”−)チルブチルオキシ)−4′−シアノヒフ
ェニル\ コレステリック相 /9°C−(4
−β−メチルブチルベンンイルオキシ)ベンゾエート結
晶 ;= コレステリック相 = 等吉相4−シアノベ
ンジリデン−4’−(2−メチルブチル)アニリン\
コレステリック相/2G、、5℃1−(2−メチル
ブチル)−4’−ヘキシルオキシアゾベンセン結晶 =
= コレステリック相 二二等方相4− (2−メチル
ブチル)フェニル−4′−デシロキシベンゾエート液晶
= SmA ′:;0!: コレステリック相 =
等吉相4−へキシルオキシ−4’−(2−メチルブチル
)ベンゾエート\ コレステリック相 、/1
7@に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。
BCC)−メチルブチル−α−メチルシンナメート91
.5℃ 93℃ 結晶 = SmC木 ; SmA 表 2 (A) コレステリルプロピオネートCB)
コレステリルノナネート(C) コレステリルパ
ルミテート(D) コレステリルノナネート 4−(2”−メチルブチル)−4’−シアノビフエニル
4−(2”−)チルブチルオキシ)−4′−シアノヒフ
ェニル\ コレステリック相 /9°C−(4
−β−メチルブチルベンンイルオキシ)ベンゾエート結
晶 ;= コレステリック相 = 等吉相4−シアノベ
ンジリデン−4’−(2−メチルブチル)アニリン\
コレステリック相/2G、、5℃1−(2−メチル
ブチル)−4’−ヘキシルオキシアゾベンセン結晶 =
= コレステリック相 二二等方相4− (2−メチル
ブチル)フェニル−4′−デシロキシベンゾエート液晶
= SmA ′:;0!: コレステリック相 =
等吉相4−へキシルオキシ−4’−(2−メチルブチル
)ベンゾエート\ コレステリック相 、/1
7@に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1図は、強誘電性液晶の動作説明の為に、セルの例を
模式的に描いたものである。21aと21bは、In2
O3、SnO2あるいはI ′r O(I n d i
u m−T i n0xide)等の薄膜からなる透
明電極で被服された基板(ガラス板)であり、その間に
液晶分子層22がガラス面に垂直になるよう配向したS
mC*相又はS m H’相の液晶が封入されている。
模式的に描いたものである。21aと21bは、In2
O3、SnO2あるいはI ′r O(I n d i
u m−T i n0xide)等の薄膜からなる透
明電極で被服された基板(ガラス板)であり、その間に
液晶分子層22がガラス面に垂直になるよう配向したS
mC*相又はS m H’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土)
24がすべて電界方向に向(よう、液晶分子23は配向
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。
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土)
24がすべて電界方向に向(よう、液晶分子23は配向
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。
本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く(例えば10μ以下)することがで
きる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第2図
に示すように電界を印加して(Aない状態でも液晶分子
のらせん構造がほどけ、非らせん構造を採り、その双極
子モーメントPaまたはpbは上向き(34a)又は下
向き(34b)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(一定の閾値以上の極性の異る電
界Ea又はEbを電圧印加手段3]aと31bにより付
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34a又は下向き34bと
向きを変え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状態
33aか或いは第2の安定状態33bの何れか一方に配
向する。
の厚さを充分に薄く(例えば10μ以下)することがで
きる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第2図
に示すように電界を印加して(Aない状態でも液晶分子
のらせん構造がほどけ、非らせん構造を採り、その双極
子モーメントPaまたはpbは上向き(34a)又は下
向き(34b)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(一定の閾値以上の極性の異る電
界Ea又はEbを電圧印加手段3]aと31bにより付
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34a又は下向き34bと
向きを変え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状態
33aか或いは第2の安定状態33bの何れか一方に配
向する。
このような強誘電性を光学変調素子として用いることの
利点は、先にも述べたが2つある。
利点は、先にも述べたが2つある。
その第1は、応答速度が極めて速いことてあり、第2は
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2図によって更に説明すると、電界Ea
を印加すると液晶分子は第1の安定状態33a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
33b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まっている。又、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い。
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2図によって更に説明すると、電界Ea
を印加すると液晶分子は第1の安定状態33a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
33b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まっている。又、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い。
この様な強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当た
って最も問題となるのは、先にも述べたように、SmC
木相又はS m H’相を有する層が基板面に対して垂
直に配列し且つ液晶分子が基板面に略平行に配向した、
モノドメイン性の高いセルを形成することが困難なこと
であり、この点に解決を与えることが本発明の主要な目
的である。
って最も問題となるのは、先にも述べたように、SmC
木相又はS m H’相を有する層が基板面に対して垂
直に配列し且つ液晶分子が基板面に略平行に配向した、
モノドメイン性の高いセルを形成することが困難なこと
であり、この点に解決を与えることが本発明の主要な目
的である。
第3図(A)と(B)は、本発明の液晶素子の一実施例
を示している。第3図(A)は、本発明の液晶素子の平
面図で、第3図(B)はそのA −A’断面図である。
を示している。第3図(A)は、本発明の液晶素子の平
面図で、第3図(B)はそのA −A’断面図である。
第3図で示すセル構造体100は、ガラス板又はプラス
チック板などからなる一対の基板101aと101bを
スペーサ104で所定の間隔に保持され、この一対の基
板をシーリングするために接着剤106で接着したセル
構造を有しており、さらに基板101の上には複数の透
明電極102からなる電極群(例えば、マトリクス電極
構造のうちの走査電圧印加用電極群)が例えば帯状パタ
ーンなどの所定パターンで形成されている。基板101
bの上には前述の透明電極102aと交差させた複数の
透明電極102bからなる電極群(例えば、マトリクス
電極構造のうちの信号電圧印加用電極群)が形成されて
いる。
チック板などからなる一対の基板101aと101bを
スペーサ104で所定の間隔に保持され、この一対の基
板をシーリングするために接着剤106で接着したセル
構造を有しており、さらに基板101の上には複数の透
明電極102からなる電極群(例えば、マトリクス電極
構造のうちの走査電圧印加用電極群)が例えば帯状パタ
ーンなどの所定パターンで形成されている。基板101
bの上には前述の透明電極102aと交差させた複数の
透明電極102bからなる電極群(例えば、マトリクス
電極構造のうちの信号電圧印加用電極群)が形成されて
いる。
このような透明電極102bを設けた基板101bには
、例えば、−酸化硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム
、ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セリウム、フ
ッ化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ
素窒化物などの無機絶縁物質や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、
ポリパラキシレリン、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、ポリアミド
、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリ
ア樹脂やアクリル樹脂などの有機絶縁物質を用いて被膜
形成した配向制御膜105を設けることができる。
、例えば、−酸化硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム
、ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セリウム、フ
ッ化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ
素窒化物などの無機絶縁物質や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、
ポリパラキシレリン、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、ポリアミド
、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリ
ア樹脂やアクリル樹脂などの有機絶縁物質を用いて被膜
形成した配向制御膜105を設けることができる。
この配向制御膜105は、前述の如き無機絶縁物質又は
有機絶縁物質を被膜形成した後に、その表面をビロード
、布や紙で一方向に摺擦(ラビング)することによって
得られる。
有機絶縁物質を被膜形成した後に、その表面をビロード
、布や紙で一方向に摺擦(ラビング)することによって
得られる。
本発明の別の好ましい具体例では、SiOやSiO2な
どの無機絶縁物質を基板101bの上に斜め蒸着法によ
って被膜形成する事によって、配向制御膜105を得る
事ができる。
どの無機絶縁物質を基板101bの上に斜め蒸着法によ
って被膜形成する事によって、配向制御膜105を得る
事ができる。
第5図に示された装置に於いてペルジャー501は吸出
口505を有する絶縁基板503上に載置され、前記吸
出口505から伸びる(図示されていない)真空ポンプ
によりペルジャー501が真空にされる。
口505を有する絶縁基板503上に載置され、前記吸
出口505から伸びる(図示されていない)真空ポンプ
によりペルジャー501が真空にされる。
タングステン製またはモリブデン製のるつぼ507はペ
ルジャー501の内部及び底部に配置され、るつぼ50
7には数グラムのS i O、S i O2、M g
F 2などの結晶508が載置される。るつぼ507は
下方の2つのアーム507a、507bを有し、前記ア
ームは夫々導線509,510に接続される。電源50
6及びスイッチ504がペルジャー501の外部導線5
09゜510間に直列に接続される。基板502はペル
ジャー501の内部でるつぼ507の真上にペルジャー
501の垂直軸に対しθの角度を成して配置される。
ルジャー501の内部及び底部に配置され、るつぼ50
7には数グラムのS i O、S i O2、M g
F 2などの結晶508が載置される。るつぼ507は
下方の2つのアーム507a、507bを有し、前記ア
ームは夫々導線509,510に接続される。電源50
6及びスイッチ504がペルジャー501の外部導線5
09゜510間に直列に接続される。基板502はペル
ジャー501の内部でるつぼ507の真上にペルジャー
501の垂直軸に対しθの角度を成して配置される。
スイッチ504が開放されると、ペルジャー501はま
ず約10= m m )−1g圧の真空状態にされ、次
にスイッチ504が閉じられて、るつぼ507が適温で
白熱して結晶508が蒸発されるまで電源506を調節
して電力が供給される。適温範囲(700−1000°
C)に対して必要な電流は約100100aである。結
晶508は次に蒸発され図中Sで示された上向きの分子
流を形成し、流体Sは、基板502に対してθの角度を
成して基板502上に入射され、この結果基板502が
被服される。角度θは上記の“入射角”であり、流体S
の方向は上記の“斜め蒸着方向゛′である。この被膜の
膜厚は基板502をペルジャー501に挿入する前に行
なわれる装置の時間に対する厚みのキャリブレーション
により決定される。適宜な厚みの被膜が形成されると電
源506からの電力を減少させ、スイッチ504を開放
してペルジャー501とその内部を冷却する。次に圧力
を大気圧まで上げ基板502をペルジャー501から取
り外す。
ず約10= m m )−1g圧の真空状態にされ、次
にスイッチ504が閉じられて、るつぼ507が適温で
白熱して結晶508が蒸発されるまで電源506を調節
して電力が供給される。適温範囲(700−1000°
C)に対して必要な電流は約100100aである。結
晶508は次に蒸発され図中Sで示された上向きの分子
流を形成し、流体Sは、基板502に対してθの角度を
成して基板502上に入射され、この結果基板502が
被服される。角度θは上記の“入射角”であり、流体S
の方向は上記の“斜め蒸着方向゛′である。この被膜の
膜厚は基板502をペルジャー501に挿入する前に行
なわれる装置の時間に対する厚みのキャリブレーション
により決定される。適宜な厚みの被膜が形成されると電
源506からの電力を減少させ、スイッチ504を開放
してペルジャー501とその内部を冷却する。次に圧力
を大気圧まで上げ基板502をペルジャー501から取
り外す。
また、別の具体例ではガラスまたはプラスチックからな
る基板101bの表面或は基板101bの上に前述した
無機絶縁物質や有機絶縁物質を被膜形成した後に、該被
膜の表面を斜方エツチング法によりエツチングすること
により、その表面に配向制御効果を付与することができ
る。
る基板101bの表面或は基板101bの上に前述した
無機絶縁物質や有機絶縁物質を被膜形成した後に、該被
膜の表面を斜方エツチング法によりエツチングすること
により、その表面に配向制御効果を付与することができ
る。
前述の配向制御膜105は、同時に絶縁膜としても機能
させることが好ましく、このためにこの配向制御膜10
5の膜厚は一般に100人〜1μ、好ましくは500槙
人〜5000人の範囲に設定することができる。この絶
縁膜は、液晶層103に微量に含有される不純物等のた
めに生ずる電流の発生を防止できる利点をも有しており
、従って動作を繰り返し行なっても液晶化合物を劣化さ
せることがない。
させることが好ましく、このためにこの配向制御膜10
5の膜厚は一般に100人〜1μ、好ましくは500槙
人〜5000人の範囲に設定することができる。この絶
縁膜は、液晶層103に微量に含有される不純物等のた
めに生ずる電流の発生を防止できる利点をも有しており
、従って動作を繰り返し行なっても液晶化合物を劣化さ
せることがない。
また、本発明の液晶素子では前述の配向制御膜105と
同様のものをもう一方の基板101に設けることができ
る。
同様のものをもう一方の基板101に設けることができ
る。
第3図に示すセル構造体100の中の液晶層103は、
SmC*、SmH木、Sml木 、Sm J’ 、S
m K木、SmG*、SmFlKとすることができる。
SmC*、SmH木、Sml木 、Sm J’ 、S
m K木、SmG*、SmFlKとすることができる。
このカイラルスメクテイツク相の液晶層103は、スメ
クテイツク相より高温側の相、例えばコレステリック相
(カイラルネマチック相)、ネマチック相、等吉相から
の徐冷(1’C−10’C/時間)による降温過程でS
mA(スメクテイツク人相)に相転移され、さらに徐冷
による降温過程でカイラルスメクテイツク相に相転移さ
れることによって形成されるか、又経 はS m Aを禄ずにコレステリック相などからカイラ
ルスメクテイツク相に相転移させて形成されることがで
きる。
クテイツク相より高温側の相、例えばコレステリック相
(カイラルネマチック相)、ネマチック相、等吉相から
の徐冷(1’C−10’C/時間)による降温過程でS
mA(スメクテイツク人相)に相転移され、さらに徐冷
による降温過程でカイラルスメクテイツク相に相転移さ
れることによって形成されるか、又経 はS m Aを禄ずにコレステリック相などからカイラ
ルスメクテイツク相に相転移させて形成されることがで
きる。
本発明で重要な点は、徐冷による降温過程で前述の液晶
を用いた時に、モノドメインのスメクテイツク相を形成
することができる。
を用いた時に、モノドメインのスメクテイツク相を形成
することができる。
本発明で用いる液晶組成物としては、降温過程において
等吉相−コレステリツク相−8m八へカイラルスメクテ
イツク相、等吉相−コレステリツク相−カイラルスメク
テイツク相あるいは等吉相−S m A−カイラルスメ
クテイツク相と相転移させる組成分とすることができる
。
等吉相−コレステリツク相−8m八へカイラルスメクテ
イツク相、等吉相−コレステリツク相−カイラルスメク
テイツク相あるいは等吉相−S m A−カイラルスメ
クテイツク相と相転移させる組成分とすることができる
。
第4図は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わしてい
る。第4図で示す液晶素子は一対の基板101aと1o
1bの間の複数のスペーサ部材203が配置されている
。このスペーサ部材203は、例えば配向制御膜105
が設けられている基板101aの上にSin。
る。第4図で示す液晶素子は一対の基板101aと1o
1bの間の複数のスペーサ部材203が配置されている
。このスペーサ部材203は、例えば配向制御膜105
が設けられている基板101aの上にSin。
5iOz、A 1203、TiO2などの無機化合物あ
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、ポリビニルアセタール
、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビ二ル、ポリアミド、ポリ
スチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂
、アクリル樹脂=;;##徘寄やフォトレジスト樹脂な
どの樹脂類を適当な方法で被膜形成した後に、所定の位
置にスペーサ部材203が配置されるようにエツチング
することによって得ることができる。
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、ポリビニルアセタール
、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビ二ル、ポリアミド、ポリ
スチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂
、アクリル樹脂=;;##徘寄やフォトレジスト樹脂な
どの樹脂類を適当な方法で被膜形成した後に、所定の位
置にスペーサ部材203が配置されるようにエツチング
することによって得ることができる。
この様なセル構造体100は、基板101aと1’ O
l bの両側にはクロスニコル状態またはパラレルニコ
ル状態とした偏光子107と108がそれぞれ配置され
て、電極102aと102bの間に電圧を印加した時に
光学変調を生じることになる。
l bの両側にはクロスニコル状態またはパラレルニコ
ル状態とした偏光子107と108がそれぞれ配置され
て、電極102aと102bの間に電圧を印加した時に
光学変調を生じることになる。
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
、これの電極となるITO膜が設けられている側を下向
きにして第5図に示す斜め蒸着装置にセットし、次いで
モリブデン製るつぼ内にSiO2の結晶をセットした。
TO膜を電極として設けた正方形状ガラス基板を用意し
、これの電極となるITO膜が設けられている側を下向
きにして第5図に示す斜め蒸着装置にセットし、次いで
モリブデン製るつぼ内にSiO2の結晶をセットした。
しかる後に蒸着装置内をl O= T o r r程度
の真空状態としてから、所定の方法でガラス基板上にS
iO2を斜め蒸着し、800人の斜め蒸着膜を形成した
(A電極板)。
の真空状態としてから、所定の方法でガラス基板上にS
iO2を斜め蒸着し、800人の斜め蒸着膜を形成した
(A電極板)。
一方、同様のストライブ状のTTO膜が形成されたガラ
ス基板上にポリイミド形成溶液(日立化成工業(株)製
のrl’lQj ;不揮発分濃度14.5wt%)をス
ピナー塗布機で塗布し、120℃で30分間加熱を行な
って800人の被膜を形成した(B電極板)。
ス基板上にポリイミド形成溶液(日立化成工業(株)製
のrl’lQj ;不揮発分濃度14.5wt%)をス
ピナー塗布機で塗布し、120℃で30分間加熱を行な
って800人の被膜を形成した(B電極板)。
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、2枚の電極板の間隔をポ
リイミドスペーサで2μmに保持した。
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、2枚の電極板の間隔をポ
リイミドスペーサで2μmに保持した。
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
組成物へを注入口から注入し、その注入口を封口した。
組成物へ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25℃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、非らせん構造を採り、配
向欠陥のないモノドメインのS m C’が形成されて
いる事が判明した。
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、非らせん構造を採り、配
向欠陥のないモノドメインのS m C’が形成されて
いる事が判明した。
液JLIL滅U
〔実施例2〕
ピッチlOOμmで幅62.5μmのストライブ状のI
TO電極を設けである正方形状のガラス基板を2枚用意
し、それぞれの基板上にポリイミド形成溶液(実施例1
と同様のもの)をスピンナー塗布機で塗布し、120℃
で30分間加熱した後、200℃で60分さらに350
℃で30分間加熱を行なって800人のポリイミド膜を
形成した。
TO電極を設けである正方形状のガラス基板を2枚用意
し、それぞれの基板上にポリイミド形成溶液(実施例1
と同様のもの)をスピンナー塗布機で塗布し、120℃
で30分間加熱した後、200℃で60分さらに350
℃で30分間加熱を行なって800人のポリイミド膜を
形成した。
この2枚の基板上に形成したポリイミド膜に、それぞれ
重ねた時にラビング方向が平行となり、且つストライブ
状ITO?t[i極が互いに直交する様にしてビロード
によるラビング処理を施した。
重ねた時にラビング方向が平行となり、且つストライブ
状ITO?t[i極が互いに直交する様にしてビロード
によるラビング処理を施した。
次いで互いにラビング方向が平行となる様に2枚の基板
を重ね合せ、一方の基板の間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、2枚の基板を重ね合せ、2枚の
基板の間隔をポリイミドスペーサで2μmに保持した。
を重ね合せ、一方の基板の間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、2枚の基板を重ね合せ、2枚の
基板の間隔をポリイミドスペーサで2μmに保持した。
こうして作成したセル内に等吉相となっている前述の液
晶組成物A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、温度を維持させた
状態で、一対に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、非らせん構造を採り、配向欠陥
のないモノドメインのSmC*が形成されていることが
判明した。
晶組成物A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、温度を維持させた
状態で、一対に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、非らせん構造を採り、配向欠陥
のないモノドメインのSmC*が形成されていることが
判明した。
〔実施例3.4および5〕
前記実施例2の液晶素子を作成した際に用いた液晶組成
物に代えて、下記組成の液晶組成物B(実施例3)、C
(実施例4)及びD(実施例5)を用いたほかは、実施
例2と全く同様の方法で強誘電性液晶素子を作成した。
物に代えて、下記組成の液晶組成物B(実施例3)、C
(実施例4)及びD(実施例5)を用いたほかは、実施
例2と全く同様の方法で強誘電性液晶素子を作成した。
この強誘電性液晶素子を偏光顕微鏡で観察したところ、
配向欠陥を生じていない非らせん構造のモノドメインが
確認できた。
配向欠陥を生じていない非らせん構造のモノドメインが
確認できた。
(SmC*温度範囲(昇温過程):50°C−105°
C)液晶A11成物C O (SmC*温度範囲(昇温過程)、24°c〜82°C
)(SmC*温度範囲(昇温過程): −1’C〜34
6C)〔発明の効果〕 前記した様に、本発明によれば前述した特定の液晶を用
いることによって、配向欠陥の生じていないスメクテイ
ツク相を形成することができ、特に配向欠陥のない非ら
せん構造の強誘電性液晶相を形成することができる。
C)液晶A11成物C O (SmC*温度範囲(昇温過程)、24°c〜82°C
)(SmC*温度範囲(昇温過程): −1’C〜34
6C)〔発明の効果〕 前記した様に、本発明によれば前述した特定の液晶を用
いることによって、配向欠陥の生じていないスメクテイ
ツク相を形成することができ、特に配向欠陥のない非ら
せん構造の強誘電性液晶相を形成することができる。
第1図は、カイラルスメクテイツク液晶を用いた液晶素
子を模式的に示す斜視図である。第2図は、同液晶素子
の双安定性を模式的に示す斜視図であ第1図は、本発明
の液晶素子の別の具体例を表わす断面図である。第5図
は、本発明の液晶素子を作成する際に用いる斜め蒸着装
置を模式的に表わす断面図である。
子を模式的に示す斜視図である。第2図は、同液晶素子
の双安定性を模式的に示す斜視図であ第1図は、本発明
の液晶素子の別の具体例を表わす断面図である。第5図
は、本発明の液晶素子を作成する際に用いる斜め蒸着装
置を模式的に表わす断面図である。
Claims (2)
- (1)一対の基板間に、下記一般式( I )で表わされ
る液晶性化合物又はそれを含有した液晶組成物を封入し
たセル構造をなし、前記液晶化合物又は組成物のスメク
テイツク相を該スメクテイツク相より高温側の相からの
相転移により形成するとともに、前記一対の基板のうち
少なくとも一方の基板の面が界面で接する分子軸方向を
優先して一方向に配列させる効果を有していることを特
徴とする液晶素子。 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1は炭素数1〜16のアルキル基を示す。 m=1または2で、*は不斉炭素原子を示す。 Xは▲数式、化学式、表等があります▼ を示す。但し、R_2は炭素数4〜16のアルキル基、
nは1又は2、Qは0又は1である。) - (2)前記液晶性化合物が下記一般式(1)で表わされ
る化合物である特許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_2は炭素数4〜16のアルキル基を示す。 R_1は炭素数1〜16のアルキル基を示す。*は不斉
炭素原子を示す。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61022545A JPS62181389A (ja) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61022545A JPS62181389A (ja) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | 液晶素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62181389A true JPS62181389A (ja) | 1987-08-08 |
Family
ID=12085796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61022545A Pending JPS62181389A (ja) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | 液晶素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62181389A (ja) |
-
1986
- 1986-02-04 JP JP61022545A patent/JPS62181389A/ja active Pending
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