JPS62231935A - 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】 ［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１表示特性を改善した液晶素子に関するものである
。

〔従来の技術］ 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（Ｃ１ａｒｋ）及びラガーウォル（Ｌａｇｅｒ
ｗａｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１０７
２１８号公報、米国特許第４３８７９２４号明細古等）
、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（ＳＩＩＣＩ）又はＨ相（５
ｓ）Ｉ拳）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、且っ′上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
記憶型の表示素子としての広い利用が期待されている。

この双安定性を有する液晶を用いた光学変調素子が所定
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、１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。たとえばＳａｃ・また
は５ｓ）ｌ”相を有する強誘電性液晶については、Ｓ＋
＋＋Ｃ”またはＳＩＨ”相を有する液晶分子相が基板面
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。

ところで１強誘電性液晶の配向方法としては、一般にラ
ビング処理や斜方蒸若処理などによる一軸性配向処理を
施した配向制御膜を用いる方法が知られている。

この従来からの配向方法は、そのほとんどが双安定性を
示さないらせん構造をもつ強調′心性液晶に対するもの
てあった。例えば、特開昭６０−２３１１６］Ｓ号公報
に開示された配向方法は、双安定性を示さないらせん構
造の状態下て強誘電性液晶をラビング処理したポリイミ
ド膜によって配向制御１−るものてあった。

しかしなから、前述した如きの従来の配向制御１模をク
ラークとラカウオールによって発表された双安定性を示
す非らせん構造の強誘電性液晶に対する配向制御Ｊ１に
適用した場合には、上述の如き問題点を有していた。

し発明か解決しようとする問題点］ すなわち１本発明者らの実験によれば、従、゛にの配向
制御膜によって配向させて得られた非らせん構造の強誘
電性液晶てのチルト角（後述の第３１Ｊに示す角度）か
らせん構造をもつ強誘電性液晶でのチルト角（後述の第
２図に示す五角錐の頂角の１／２の角度■）と較べて小
さくなっていることか’ｒｍ明した。特に、従来の配向
制御１模によって配向させて１１１た非らせん構造の強
請′屯性液晶てのチルト角θは、一般にｌＯ°程度゛Ｃ
１その時の透過率はせいぜい３〜５％程度てあった。

この様に、クラークとラガウオールによれば双安定性を
実現する非らせん構造の強誘電性液晶“Ｃのチルト角か
らせん構造をもつ強誘電性液晶てのチルト角と回−の角
度を６つはずであるか、実際には非らせん構造てのチル
ト角Ｏの方がらせん構造てのチルト角■より小さくなっ
ている。しかも、この非らせん構造てのチルト角０から
せん構造てのチルト角■より小さくなる原因か非らせん
構造ての液晶分子−のねしれ配列に帰因していることか
判明した。つまり、非らせん構造をもつ強誘電性液晶で
は、液晶分子−か第４図に示す様に基板の法線に対して
１−Ｊｌ；、坂に隣接する液晶分子の軸４２より下ノ、
（板に隣接する液晶分子の輌１３（ねじれ配列の方向４
４）へ迂続的にねしれ角δてねしれて配列しており、こ
のことか非らせん構造てのチルトｆｌ＋　０からせん構
造てのチルト角■より小さくなる原因となっている。

尚１図中４１はＬド基板に形成したラヒンク処理や斜方
蒸着処理によって得られた一軸性配向軸を表わしている
。

ところで、液晶の複屈折を利用した液晶素子の場合、直
交ニコル下での透過率は、 で表わされる。前述の非らせん構造におけるチルト０は
第１と第２の配向状態でのねじれ配列した液晶分子の平
均分子軸方向の角度として現われることになる。上式に
よれば、かかるチルト０が２２．５°の角度の時最大の
透過率となるが、双安定性を実現する非らせん構造での
チルト角０は大きくてｌＯ″程度の角度であり、従って
表示装置としての適用を考慮した時にはその透過率は３
〜５％程度で十分なものとはならない問題がある。

従って、本発明の目的は、前述の問題点を解決すること
、すなわち少なくとも２つの安定状１ｇ、特に双安定性
を実現する非らせん構造の強誘電性液晶でのチルト角を
増大し、これによって画未シャッタ開口時の透過率を向
上させた液晶素子を提供することにある。

本発明の別の目的は、強誘電性液晶のモノドメイン形成
に適した配向制御膜を用いた液晶素子を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］及び［作　用］すなわ
ち、本発明は一対の平行基板と、該一対の平行基板の面
に対して垂直な複数の層を形成している分子の配列をも
つ強誘電性液晶とを有する液晶素子において、前記一対
の平行基板のうち少なくとも一方の基板が前記複数の層
を一方向に優先して配向させる下記一般式（Ｉ）で示さ
れる構造単位を有する高分子物質の被膜を有しているこ
とを特徴とする液晶素子である。

一般式（Ｉ） ・・・　（Ｉ） で示される２価の基を表わす］ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は１本発明の液晶素子の一実施態様を示す断面図
である。第１図に示す液晶素子は、一対のモ行配ｙ１シ
た上基板１１ａ及び下基板１１ｂと、それぞれのノ１（
板に配線した透明電極１２ａと１２ｂｙ？：備えている
。Ｌ基板１１ａと下基板１１１）との間には強誘電性液
晶、好ましくは少なくとも２つの安定状！Ｅを示す非ら
せん構造の強誘電性液晶１３か配置ｄされている。

前述した透明電極１２ａと＋２ｂは１強誘電性液晶１３
をマルチブレクシング駆動するために、それぞれストラ
イブ形状て配線され、［１つそのストライプ形状がｌｒ
いに交差させて配置されていることか好ましい。

末完１ｊｌｌの液晶素子は、基板１１ａとＩｌｂにそれ
ぞれ前記一般式（Ｔ）で示された高分子ｍｌ質の被１１
ジて形成した配向制御膜１４ａと目すか配置されている
。

前記一般式（Ｉ）て示される構造中位を有する高分子物
質の具体例は、ド記のとおりである。

基板上に上記一般式（Ｉ）で示される構造単位を有する
ポリイミド系高分子の被膜を設けるためにはポリアミッ
ク酸をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）　　、ジメチル
ホルムアミド（ＤＭＦ）　　、ジメチルアセトアミド（
ＤＭＡＣ）　、ジメチルスルホキサイド（ＤＭＳＯ）　
、　（ｆＭ酸ジメチル、スルポラン、ブチロラクトン、
クレゾール、フェノール、ハロゲン化フェノール、シク
ロヘキサノン、ジオキサンなどに溶解し、）、（板上に
塗布した後、加熱処理して脱水閉環してイミド結合を持
たせることにより形成する。

ポリイミド前駆体のポリアミック酸はテトラカルボン酸
の無水物とジアミンの縮合により合成される。用いられ
るテトラカルボン酸の無水物としては２．２−ビス［４
−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］スル
ホンニ酸ｓ　水物カ有用である。

ジアミンとしては、ｐ−フェニレンジアミン。

ｍ−フェニレンジアミン、４．４’−ジアミノジフェニ
ルエーテル、　４．４’−ジアミノジフェニルメタン、
ベンジジン、４．４’−ジアミノターフェニル。

４．４′−ジアミノジフェニルスルフィド、　４．４’
−ジアミノジフェニルスルホン、１．５−ジアミノナフ
タレン、　５（８）アミノ−１（４’−７ミノフエニル
）１．３．３−　トリメチルインダン、　３．３’−ベ
ンゾフェノンジアミン等が用いられる。

このようにして得られたポリアミック酸は極限粘度（［
η］　）　０．１〜５．０が好ましい、得られたポリア
ミック酸を溶剤により希釈したのち基板に塗布すること
で薄１模を形成する。塗布後、１００〜４００℃で脱水
閉環してポリイミド高分子薄Ｉ模を設けることができる
。

これらの高分子物質の被膜は、絶縁膜としての機能をも
たさせることが可能で１通常ＩＱ（ｌ　Ａ〜１ｐ程度、
好ましくは５００Ａ〜２０００Ａの範囲の膜厚で形成さ
れる。

又、これら高分子物質の被１１りの形成法としては、こ
の高分子物質の溶液あるいはその前駆体溶液をスピンナ
ー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン印刷法、スプレー塗
布法やロール塗布法などの方法によって塗布した後、所
定の硬化条件（例えば加熱）ドで硬化させる方法を用い
ることができる。

次に、本発明の液晶素子に用いられる一対の平行基板の
面に対して垂直な複数の層を形成している分子の配列を
もつ強誘電性液晶について説明する。

第２図は、らせん構造を用いた強誘電性液晶セルの例を
模式的に描いたものである。２１ｄと２１ｂは、　Ｉｎ
２Ｏ＋　、　Ｓｎα２やＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ
　０ｘｉｄｅ）等の透明電極がコートされた基板（ガラ
ス板）であり、その間に複数の液晶分子Ｐ３２２がガラ
スノ人板面に対して東直な層となるよう配向した５ＩＩ
ＩＣ゛（カイラルスメクチックＣ相）の液晶が１１人さ
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工）２４を有している。この時の五
角錐の頂角をなす角度がかかるらせん構造のカイラルス
メクチック相でのチルト角０を表わしている。基板２１
ａと２１ｂ　Ｌ、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。

しかし、このらせん構造を用いた強誘電性液晶は、電界
無印加時には、もとのらせん構造に復帰するもので、上
述する双安定性を示さない。

本発明の好ましい具体例では、少なくとも２つの安定状
態、特に双安定状態をもつ第３図に示す強誘電性液晶素
子を用いることができる。すなわち、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又はｐｂは上向き（３４ａ）又は下向き（３４
ｂ）のどちらかの状態をとり、双安定状ｙ島が形成され
る。このようなセルに第３図に示す如く一定の閾値以上
の極性の異なる゛上界ＥａまたはＥｂを付与すると、双
極ｆ−モーメント°上界Ｅａ又はＥｂは電界ベクトルに
対応して１．向３３４ａ又は、Ｆ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かあ
るいは第２の安定状態３３ｂの何れか一方に配向する。

この時のｍｌと第２の安定状態のなす角度の１／２がチ
ルト角Ｏに相当している。

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１、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ＬＪ１する
と、電界Ｅａを印加すると液晶分子は第１の安定状１３
３ａ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’ｌｌｊ、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！、ＩＪっでもこの状態
に留っている。又、かえる電界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、双安定性によるメモリ
ー効果が有効に実現されるには、セルとしては出来るだ
けＩｔしい方がｌｌｆましく、一般的には、０．５ｐ〜
２０μ、特に１μ〜５μが適している。この種の強ＦＡ
　ｊｔｔ性液晶を用いたマトリクス′上極構造を有する
液晶−電気光学装置は、例えばクラークとラガパルによ
り、米国特許第４３８７９２４号明細−リで提案されて
いる。

本発明の液晶素子で用いることができる強誘電性液晶と
しては、例えば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）　（ＤＯＢＡＭＢ
Ｇ）　、　　Ｐ−へキシロキシベンジリデン−ｐ′−ア
ミノ−２−クロルプロピルシンナメート（）ＩＯＢＡｃ
Ｐｃ）、ｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ′−７ミノー
２−メチルブチル−α−シアノシンナメー）　ＣＤＯＢ
ＡＭＢＣＣ）、　　ｐ−テトラデシロキシベンジリデン
−ｐ′−アミノ−２−メチルブチル−α−シアンシンナ
メー）　（ＴＤＯＢＡ）ＩＢｃｃ）　、　　Ｐ−才クチ
ルオキシベンジリデン−Ｐ″−アミノ−２−メチルブチ
ル−α−クロロシンナメート（ＯＯＢＡＭＢＣＣ）、ｐ
−オクチルオキシベンジリデン−ｐ′−７ミノー２−メ
チルブチル−α−メチルシンナメート、４．４′−７ゾ
キシシンナミンクアシツドービス（２−メチルブチル）
エステル、４−ｏ−（２−メチル）プチルレゾシリデン
ー４′−オクチルアニリン、４−（２’−メチルブチル
）フェニル−４′−才クチルオキシビフェニル−４−カ
ルボキシレート、４−へキシルオキシフェニル−４−（
２″−メチルブチル）ビフェニル−４′−力ルポキシレ
ート、４−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′−力ルポキシレートなどを挙げることがで
き、これらは単独又は２種以上組合せて用いることがで
き、又強誘′、ニ性を示す範囲で他のコレステリンク液
晶やスメクチック液晶を含有させることができる。

又、本発明では強請゛１シ性液晶としてカイラルスメク
チック相を用いることができ、具体的には、カイラルス
メクチックＣ相（Ｓａｃ”）　、　Ｈ相（５ＩＩＨつ、
１相（ＳＬｌｌ◆）、Ｋ相（ＳｍＫつやＧ相（ＳｍＧ’
）を用いることができる。

次に、本発明の液晶素子においては、ｌ１７ｊ述した配
向制御ｙ２１４ａと１４ｂは、前述の高分子物質の被膜
表面をラビング処理などの・軸性配向処理を施すことに
よって得ることができる。この際、本発明では、ラビン
グ軸などの一軸性配向軸を互いに平行又は交差させるこ
とができる。

特に１本発明では、第５図に示す様に一軸性配向軸を交
差させることが好ましい、すなわち、第５図に示す様に
、上基板とｒ基板に形成する一軸性配向処理面では、無
電界時にそれぞれの一軸性配向軸５１と５２が第４図に
示すねじれ配列の方向４４とは反対方向５５の角度で交
差している。この様な一軸性配向処理面の存在下にカイ
ラルスメクチック相を該相より高温側の相よりの降温で
配向させた時に、上下基板に隣接する液晶分子の軸５３
は互いに平行となる。このカイラルスメクチック相では
降温ドで・軸性配向軸５１と５２の中間の角度をもって
配向したスメクチックＡ相（ＳｍＡ）での液晶分子の÷
１１５４からチルト角０（又は−〇）をもって液晶分子
が配向し、第１と第２の安定状ＩＥ（チルト角０のとき
第１の安定状態、チルト−〇の時第２の安定状態）を形
成することができる。

この液晶素子では、直交ニコルの一方の偏光軸５６を第
１の安定状態における分子軸方向に対応する液晶分子の
軸５３と平行として、他方の偏光軸５７を偏光軸５Ｂと
直交させた時に最大コントラストを得ることができる。

本発明の好ましい具体例では、交流印加前処理により１
■１述したチルトθをらせん構造でのチルト■と等しい
か、あるいは同程度の角度まで増大させることができる
。この時のチルト角をθ′とする。この際に用いる交流
としては、電圧２０〜５００ボルト、好ましくは３０〜
１５０ポルトで周波数ｌθ〜５００Ｈｚ　、好ましくは
１０〜２００Ｈ２を用いることができ、その印加時間を
数秒〜ｌＯ分間程度で交流印加前処理を施すことができ
る。又、かかる交流印加前処理は、液晶素子を例えば映
像信号や情報信号に応じて書込みを行う前の段階で行な
われ、好ましくはかかる液晶素子を装置に組込み、かか
る装置を操作する時のウェイトタイムで前述の交流印加
前処理を行なうか、あるいはかかる液晶素子の製造時で
も交流印加前処理を施すことができる。

かかる交流印加前処理は、本発明者らが行なった実験、
すなわち第４図又は第５図に示す双安定状態をもつ強誘
電性液晶素子に交流電場を印加すると、印加前のチルト
角θがらせん構造でのチルト■と同程度にまで増大させ
たチルト角θ′とすることができ、しかも第５図に示す
状態の場合ではかかる交流印加を除去した後であっても
その増大されたチルト角θ′を維持することができる。

又、かかる交流印加前処理は、自発分極の大きい強誘電
性液晶（例えば２５°Ｃで５　ｎｃ／ｃｔｓ２以と、好
ましくは１０ｎｃ／ｃｍ２〜３００ｎｃ／ｃｍ２　　；
　ｎｃはナノクーロンを示す単位である）に対して有効
である。この自発分極は１００　ｐセルで三角波印加法
・により測定することができる。

・ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド’フイ
ジンクス　（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ）　２２　（１０）号
、８８１〜８８３頁（１９８３年）に掲載されたケー・
ミャサト（Ｋ、　Ｍｉｙａｓａｔｏ）らの共著の゛ダイ
レックト・メソッド・ウィズ・ドライアングラ−・ウエ
ーブズ・フォー・メジャーリング・スポンタナス・ポー
ラリゼーション°イン。

フェロエレクトリック・リキッド・クリスタル”（１ｌ
Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｗｉｔｈ　Ｔｒｉａｎｇ
ｕｌａｒ　Ｗａｖｅｓｆｏｒ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　５
ｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　Ｐｏ１ａｒｉｚａｔｉｏｎ　１
ｎＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙ
ｓｔａｌ”　）による。

本発明では、前述した配向制御Ｉ漠１４ａと１４ｂのう
ち、一方の配向制御膜の使用を省略することができる。

又、本発明の別の具体例では、前述した配向制御１ｔ！
２１４ａと１４ｂのうち、一方の配向制御膜を別の配向
側ｇｇ膜とすることも可能である。この他の配向制御１
１９を形成する被膜としては、例えばポリビニルアルコ
ール、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリア
ミドイミド、ポリエステルイミドなどの被膜を挙げるこ
とができる。又、他の配向制御膜としてＳｉＯや５ｉ０
２などの無機物質を斜方蒸着によって形成したものも使
用可能である。

［実施例］ 以下１本発明を実施例及び比較例を示し４さらに具体例
を挙げて説明する。

実施例１ ２枚の０．７■厚のガラス板を用意し、それぞれのガラ
ス板の上に１００ＯＡのＩＴＯＩＩＱを形成した。

このＩＴＯ膜付きのガラ板のそれぞれに２．２′−ビス
（４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］
スルホンニ酸無水物とｐ−フェニレンジアミンを１＝１
のモル比で縮合し１合成したポリアミック酸をＮＭＰで
２重量％に希釈した液を回転数３５０Ｏｒ、ｐ、＋ｓの
スピンナーで４０秒間塗布した。塗布後、約１時間の加
熱処理を施した。この時の塗膜の膜厚は約９００Ａであ
った。

その被膜には、布によるラビング処理がなされ、それぞ
れの配向制御膜におけるラビング軸を互いに平行となる
様に２枚のガラス基板をセル組みした。

セル厚（上下基板の間隔）は下基板に予め形成しておい
たフォトレジストスペーサーで保持した。

この検品セル（これを１．８ｇａ＋セルという）に上述
の混合液晶を等方相下で真空注入してから、等重相から
０．５℃ハで３０℃まで徐冷することにより配向させる
ことができた。以後の実験は３０℃で行った。

混合液晶 （重量比） Ｃｓ　Ｈ＋　ｒ　Ｏ＋Ｃ００（トＯＣＨ２♂Ｈ−Ｃ２Ｈ
５２Ｈ３ Ｃｓ　Ｈ＋　ｒ　Ｏ（トＯＣＯＷ　ＣＨ２こｏ−ｃ２Ｈ
５１ＣＨ３ Ｃ８８冒−ＪＮ−Ｎ＋０ＣＯ−きＨＯＣ＋Ｈ＋ｓ　　　
０．３ＣＨ３ （Ｓａ＋Ｃ：°の温度範囲；３〜３５℃）直交ニコル下
でこのセルを観！壬すると、一様で欠陥のない非らせん
構造のカイラルスメクチックＣ相を形成したモノドメイ
ンが得られていた。

この液晶セルにパルス電界（２０Ｖ　、　５００μｓｅ
ｃ　）を印加することにより、一方の安定状ｙＥに液晶
分子方向をそろえ、直交ニコル下で、液晶セルを回転さ
せながら透過光量が最も低くなる最暗状態となる位ｌを
見つけ、次に、前のパルスと逆極性のパルス電界（−２
０Ｖ　、　５００＃Ｌｓｅｃ　）を印加し、もう一方の
安定分子配列状態に転移させ、液晶セルを回転させて、
最暗状態となる角度を見つけた。以Ｌ２つの最暗状態の
位置は、液晶の安定なモ均的分子軸を検出していること
に対応しこれらの間の角度がチルト角２θに相ちしてい
る。

こうして前述の液晶セルのチルト角を測定したところ、
１２°であった。すなわち、本例の液晶セルは、双安定
性カイラルスメクチック相で実現したメモリー状態下で
、そのチルト角が従来のものにはない大きなチルト角を
示していた。又、この液晶セルにおける最明状態での透
過光量を測定したところ、１０％であった。この時の透
過光量の測定は、フォトマルによって行なった。

次に１本発明者らは、前述の液晶セルにおけるノ＾仮の
法線方向に対する液晶分子のねじれ配列角度とその方向
を測定した。このｉｌ！一定のために、前述の液晶セル
で用いた１、８湊鵬のフォトレジストスペーサに代えて
、３．ＯＨのアルミナビーズなスペーサとして用いたほ
かは、全く同様の方法で液晶セル（３，０μ層セルとい
う）を作成した。

液晶分子のねじれ配列角度の測定は、直交ニコル下での
最暗状態時の交差角から、一方の検光子を回転させて、
その交差角を変化させ、さらに暗い状■、となる位置を
見つけ、直交時から一方の検光子を回転させた角度を測
定した。この角度は。

１ｉｊ述のねしれ角δに相ちしている。

従って、前述の３．０μ層セルに関して、観察者から見
て、時計まわりを正（÷）とし、反時計まわりを負（−
）とすると、検光子を直交ニコルから負方向に５〜７°
回転し、次いで液晶セルを回転して暗状ｙＥ；を捜すこ
とができた。また、偏光子を直交ニコルから正方向に５
〜７°回転しても同様に暗状態が得られた。従って、こ
の素子での液晶分子は、正方向にねじれ配列を形成して
おり、上下基板の隣接面にある液晶分子の長軸が１０’
−＋４°のねじれ角δをもってねじれていることが判っ
た。

実施例２ 実施例１の１．８μｍセルで用いた平行なうピング軸に
代えて、負方向（−）に４５°及び２０°の角度で交差
したラビング軸を用いたほかは、実施例１と全く同様の
方法で液晶セルを作成した。

この液晶セルのチルト角を測定したところ、何れも１４
＠であった。これら２つの液晶セルは、何れもＳａｃ’
の高温側にＳｍＡが存在しているが、　ＳｍＡの光軸は
交差したラビング軸のなす角度の二等分線上に存在して
いることが判った。

次いで、上述した２種の液晶セルにそれぞれ電圧７０ポ
ルトで周波数７０Ｈ２の高電界交流を約５分間印加した
（交流印加前処理）。この時のチルトｒｆｊＯ′を測定
した。この結果をＦ記の表１に示す。

表　　　　１ この２種の液晶セルについて、前述の３ＩＬｕ＋セルの
液晶素ｆ−てのねしれ角δを３１１定した時の方法と同
様の方法で第４図に示すねしれ角δを測定したところ、
交差角−４５”と−２０゛の交差ラヒンク軸を用いた液
晶素ｆては、！二下基板の・法線に対する液晶分１゛−
のねしれ角δは観察されず、１下基板に隣接する液晶分
子軸は互いに平行であることか判った。しかも交差角−
４５°と一２０°の交差ラビング軸を用いた液晶麦子て
は＋２０ボルトと一２０ボルトの駆動用矩形パルスをｌ
＋ｗｓｅｃて交尾に印加し続けても表１のチル１〜角０
゛を維持することかてきた。これは、実際に映像信ｔシ
ーや情報信号に応して、この液晶、トＳイに例えば特開
昭５９−１９：１４２６号公報や特開昭ｓｑ−＋ｑ：＋
４７ｑ公報に記載された様な時分割駆動法を適用した場
合であっても、最大チル１〜角θ′を維持することかで
きる点に対応したものである。又、この時の透過率を５
１１定したところ、何れも約１７％てあった。

ねしれ角δをもつねしれ配列状態の方向は、基板とその
界面付近の液晶との相Ｗ作用により快まる。つまり、界
面付近の液晶分子の分極力向か基板に対して内向きか、
外向きかが、基板の性質により決められ、上下基板とも
回−の配向制御膜を用いた場合、基板間の液晶は強制的
にねしれ配列をもって配向させられる。

基板の法線に沿ったねしれ配列の方向と一軸性配向軸の
ずらし方向か同一方向の場合、基板の界面付近の分子は
各基板の配向軸方向に配列するため、ねじれ配列状態か
より安定化され、前述の交流印加前処理の後のチルト角
θ′の状７ｒｌでは準安定の配向状態となる。

前述の交流印加前処理の後のチルト角θ′の状態では界
面付近の分子の分極か、一方の基板では内向きで、他の
基板ては外向きの配列をとる必要がある。

液晶のねじれ配列方向と反対方向に一軸性配向軸をずら
した場合、すなわち、ねじれ配列方向と反対方向の角度
で一軸性配向軸を交差した場合、分子分極と界面との相
互作用による安定化工ネルキーよりも、−軸配向性軸に
よる強制的なアンカリングによる安定化エネルギーの方
が大きく、従って安定なチルト角θ′をもつ状態が実現
できる。

従って、透過率が高い強誘電性液晶素子を実現するため
には、ねじれ配列状態を解消し、しかも交流印加前処理
によって付加された理想的な配列状態を安定化する方向
に一軸性配向軸に互いにずらすことが必要である。その
方向とは、液晶と基板界面によって決められるねじれ角
δをもつ液晶のねじれ配列方向の反対方向である。

比較例１ 実施例１の１．８ＩＬｍセルを作成した時に用いた配向
制御１１りとして、３．３’、４．４’−ジフェニルテ
トラカルボン酸無水物とｐ−フェニレンジアミンとを１
：１のモル比で脱水縮合反応させて得たポリアミック酸
の３．５重量％Ｎ−メチル−２−ピロリドン液による塗
布膜を脱水閉環させて形成したポリイミド膜にラビング
処理したものに代えて使用したほかは、全く同様の方法
で液晶セルを作成した。

この液晶セルにおけるチルト角０と透過率を実施例１と
同様の方法で測定したところ、チルト角θは７′〜９°
で、その時の透過率は４〜６％程度であった。すなわち
、本比較セルは、双安定性カイラルスメクチック相で実
現したメモリー状ｙ島下でのチルト角が小さく、又その
透過率は表示装置に適用するには全く不モ分である。

比較例２ 実施例１の１．８Ｂセルを作成した時に用いた配向制御
膜として、３．３’、４．４’−ジフェニルテトラカル
ボン酸無水物と４．４′−ジアミノジフェニルとをｌ：
ｌのモル比で脱水縮合反応させて得たポリアミック酸の
３．５ｆｆｘＨ％Ｎ−メチルー２−ピロリドン液による
塗布膜を脱水閉環させて形成したボリイミド膜にラビン
グ処理したものに代えて使用したほかは、全く同様の方
法で液晶セルを作成した。

この液晶セルにおけるチルト角θと透過率を実施例１と
同様の方法で測定したところ、チルト角θは６°〜７°
で、その時の透過率は３〜４％程度であった。

比較例３ 実施例１の１．８ＩＡｍセルを作成した時に用いた配向
制御膜として、３．３’　、４．４’−ジフェニルテト
ラカルボン酸無水物と４，４′−ジアミノターフェニル
とを１＝１のモル比で脱水縮合反応させて得たポリアミ
ック酸の３．５ｊ１１１％Ｎ−メチルー２−ピロリドン
液による塗布１模を脱水閉環させて形成したポリイミド
膜にラビング処理したものに代えて使用したほかは、全
く同様の方法で液晶セルを作成した。

この液晶セルにおけるチルト角０と透過率を実施例１と
同様の方法で測定したところ、チルト角０は５°〜７°
で、その時の透過率は３〜４％程度てあった。

実施例３〜１２ 実施例１の１．８μ處セルて用いた配向ル制御膜の代り
に、下記の表２に示ず出９：、原料を縮合して合成した
ポリアミック酸から７１７だポリイミドを用いて、表３
に挙げた被膜を形成し、該被膜をラビング処理したらの
を使用したほかは、実施例１と全く同様の方法て液晶セ
ルを作成してから、同様の方法゛Ｃ液晶セルにおけるチ
ルト角Ｏと、その１′Ｆの透過率を測定した。その結果
を表３に、バす。

し発明の効果」 本発明の液晶ぶＦによる配向制御によれば、強誘電Ｍ液
晶、特に非らせん構造によって得られる少なくとも２つ
の安定状７ｆ、をもつ強誘電性液晶の七ノ１へメインを
得ることかてきる点に第１の効果を４１し、さらに強誘
電性液晶の非らせん横Ｇによ−】て発現する少なくとも
２つの安定状ｆｆ、Ｔ、特（こ双安定状態ド、（ずなわ
ら、メモリー状７！Ｈド）てのチルト角０を増大させる
ことかてきる点に第２の世れた効果をＬｉする。

【図面の簡単な説明】 第１１：＜＋は本発明の液晶宏ｒ−の１つの実施態様を
表わす断面ｌヌ１．第２図はらせん構造の強誘電性液晶
を用いた液晶、ｋｆ−を模式的に表わす斜視１？１、第
３図は非らせん構造の強誘電性液晶を用いた液晶素子を
模式的に表わす斜視図、第４図は基板の・軸性配向軸と
非らせん構造の強請゛屯性液晶分子の軸との関係を表わ
す説明図、第５図は本発明の液晶上ｒて用いた一輌性配
向軸と液晶分子の袖との関係を表わす説１４図である。 １１ａ・・・下基板　　　　　１１ｂ・・・下ノ、（板
１２ａ　、　１２ｂ・・・透明電極　　１３・・・強誘
電性液晶１４ａ、１４ｂ・・・配向制御Ｉ模　２１・・
・基板２２・・・液晶分子層　　　　２３・・・液晶分
子２４・・・双極ｆモーメント　３３ａ・・・第１の安
定状、態３３ｂ・・・第２の安定状′！Ｅ； ３４ａ・・・ｌ〕向き双極ｒ−モーメント３４ｂ・・・
下向き双極子モーメント ■・・・らせん構造てのチルト角 θ・・・非らせん構造てのチルト角 Ｅａ、Ｅｂ・・・電界

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の平行基板と、該一対の平行基板の面に対し
   て垂直な複数の層を形成している分子の配列をもつ強誘
   電性液晶とを有する液晶素子において、前記一対の平行
   基板のうちの少なくとも一方の基板が前記複数の層を一
   方向に優先して配向させる下記一般式で示される構造単
   位を有する高分子物質の被膜を有していることを特徴と
   する液晶素子。 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ ［式中Ｒは次式▲数式、化学式、表等があります▼、▲
   数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表
   等があります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
   、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼または▲数式、化学
   式、表等があります▼ で示される２価の基を表わす］
2. （２）前記強誘電性液晶が少なくとも２つの安定状態を
   もつ液晶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双安定性をもつ液晶である特
   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カイラルスメクチック液晶で
   ある特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。
5. （５）前記強誘電性液晶が非らせん構造のカイラルスメ
   クチック液晶である特許請求の範囲第１項記載の液晶素
   子。