JPS62231937A

JPS62231937A - 液晶素子

Info

Publication number: JPS62231937A
Application number: JP7257486A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kitayama; 北山　宏之; Kazuharu Katagiri; 片桐　一春; Kazuo Yoshinaga; 和夫吉永; Akira Tsuboyama; 明坪山; Kenji Shinjo; 健司新庄
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1987-10-12
Also published as: JPH0466488B2

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、腋品表示素子や液晶−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、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５８−１０７
２１８号公報、米国特許第４３８７９２４号明細四等）
、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（Ｓａｃ’）又はＨ相（Ｓｍ
Ｈｏ）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、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、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。たとえばＳａＣ・また
は５ｔａＨ”相を有する強誘電性液晶については、Ｓ＋
ａＣ”またはＳ＋ａ）Ｉ”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、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ＶＯ＋模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請’ｉｌｊ性液晶に対する
ものてあった０例えば、特開昭６０−２］３Ｇ：１５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７９下で強誘電性液晶をラビング処理したボ
リイミｌ〜１模によって配向制御するものてあった。

しかしながら、前述した如きの従来の配向制御膜をクラ
ークとラガ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、本発明者らの実験によれば、従来の配向制御
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
液晶でのチルト角（後述の第３図に示す角度）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ｒ１明した。特に、従来の配向制御１１
Ｑによって配向させて得た非らせん構造の強請゛七性液
晶てのチルト角０は、一般にｌＯ゛程度て、その時の透
過率くませいぜい３〜５％程度てあった。

この様に、クラークとラガウオーλしによれば双安定性
を実現する非らせん構造の強請゛ｉ［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同
一の角度をもつはすであるか、実際には非らせん構造で
のチルト角θの方からせん構造でのチルト角■より小さ
くなっている。しかも、この非らせん構造でのチルト角
０がらせん構造でのチルト角■より小さくなる原因が非
らせん構造での液晶分子のねしれ配列に帰因しているこ
とが判１ｇ１シた。つまり、非らせん構造をもつ強１誘
電性液晶ては、液晶分子か第４図に示す様に基板の法線
に対して１−２ｕ板に隣接する液晶分子の軸４２より下
基板に隣接する液晶分子の軸４３（ねじれ配列の方向４
４）へ連続的にねしれ角δてねしれて配列しており、こ
のことか非らせん構造でのチルト角０からせん構造での
チルト角■より小さくなるｂ：（因となっている。

尚１図中４１は上ドジ、（坂に形成したラビンク処理や
斜方蒸若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１０”程度の角度であり、従って
表示袋は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１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つの安定状態。

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、これによって画素シャッタ開口時
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１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。

Ｅ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居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居
を一方向に優先して配向させる下記一般式（１）で示さ
れる構造単位を有する高分子物質の被１りを有している
ことを特徴とする液晶素子である。

一般式（Ｉ）・・・　（Ｉ）Ｃ１１３Ｃ１１ｉ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、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、一対の平行配置した
上基板１１ａ及び下基板１１ｂと、それぞれの基板に配
線した透明電極＋２ａと１２ｂ　１？：備えている。上
基板１１ａと下基板１１ｂとの間には強誘電性液晶、好
ましくは少なくとも２つの安定状態を示す非らせん構造
の強誘電性液晶ｌコか配置されている。

前述した透明電極１２ａと＋２ｂは、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
イブ形状で配線され、且つそのストライプ形状か互いに
交差させて配置されていることか好ましい。

本発明の液晶素子は、基板１１ａとｌｌｂにそれぞれ前
記一般式（Ｎで示された高分子物質の被Ｉｋ２で形成し
た配向側ｖ１１Ｎ　１４　ａと＋４ｂが配置されている
。

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

ノ、（板］−に上記一般式（１）で示される構造単位を
イｉするポリイミド系高分子の被１模を設けるためには
ボッアミック酸をＮ−メチルピロリドン（ＮＭｌｌ）　
、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ＣＤＭＳ
Ｏ）、　ＮＨジメチル、スルホラン、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、ノ、（板上に
塗ＩＢ　シた後、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ボッアミック酸はテトラカルボン酸
の無水物とシ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−ヒス［３
，４’−ジカルボキシフェニル］ヘキサフルオロブロバ
ンニ酸無水物か有用である。

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、ｌ、５−ジアミノナフタ
レン、５（ｉｆ）アミノ−１（４’−７ミノフエニル）
１．３．３−　）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Ｖｊ１１２を形成する。塗布後、１００〜４００″Ｃ
で脱水閉環してポリイミド高分子薄１λ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ＩＩりとしての機能
をもたさせることが可能で、通常＋００　Ａ〜１、程度
、好ましくは５００　Ａ〜２０００Ａの範囲の膜厚で形
成される。

又、これら高分子物質の被膜の形成法としては、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）下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。２１ａと２１ｂは、Ｉｎ２
Ｏ３、９１１０２やＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕａ＋　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層２２がガラス基
板面に対して垂直な層となるよう配向したＳ＋ａＣ’　
（カイラルスメクチックＣ相）の液晶が封入されている
。太線で示した！！２２３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よ）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■を表わしている。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
）（Ｐよ）２４はス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、ちとのらせん構造に復帰するもので、下
達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ｉｐ）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、双安定状態が形成される
。このようなセルに第３図に示す如く一定の閾値以上の
極性の異なる電界ＥａまたはＥｂを付与すると、双極子
モーメント電界Ｅａ又はＥｂは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。この時の第
１と第２の安定状態のなす角度の１／２がチルト角０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。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っている。又。

ケーえる電界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薄い方が好まし
く、一般的には、０．５　Ｌ〜２０終、特に１ル〜５Ｊ
Ｌが適している。この種の強誘電性液晶を用いたマトリ
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４３８７９２４号
明細書で提案されている。

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１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ト（ＤＯＢＡＭＢＧ
）　、　　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（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（ＤＯＢＡＭＢ
ＣＣ）、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−シアノシンナメート（Ｔ
ＤＯＢＡＭＢＣＧ）　、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
ナメート（ＯＯＢＡＭＢＣ：Ｃ）、　　Ｐ−才クチル才
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′−７ゾキシシンナミ
ツクアシツドービス（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′−オ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′−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′
−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、又強誘電
性を示す範囲で他のコレステリッ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１本発明では強誘電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（ｓＩｌｃφ）、Ｈ相（Ｓｍ）Ｉ”）　、　
Ｉ相（Ｓａ＋ｒつ、に相（Ｓ＋ａＫ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、前述した配向制御
膜１４ａと１４ｂは、前述の高分子物質の被膜表面をラ
ビング処理などの一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、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、Ｐ５５図に示す様
に、上基板と下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ｔｒＳ
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
相では降温下で一軸性配向軸５１と５２の中間の角度を
もって配向したスメクチー、りＡ相（ＳｍＡ）での液晶
分子の（４１，５４からチルト角θ（又は−〇）をもっ
て液晶分子が配向し、第１と第２の安定状態（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。

この液晶末子では、直交二フルの一方の偏光軸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５６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前
述したチルト０をらせん構造でのチルトＯ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２０〜５ｏ。

ポルト、好ましくは３０〜１５０ポルトで周波ｆｉｌＯ
〜５００Ｈｚ　、好ましくは１０〜２００）！ｚ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、かがる交流印加
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０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℃で５　ｎｃ／ｃ＋ｓ２以上、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１００μセルで三角波印加法・に
よりＪｌｌｌ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’７４
ジックス（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈ７ｓｉｃｓ）　２２　（１０）号、
　８１３１〜Ｈ３頁（１９８３年）に掲載されたケー・
ミャサト（Ｋ、旧ｙａｓａｔｏ）らの共著の°゛ダイレ
ツクトメソッド・クイズ・ドライアングラ−・ウエーブ
ズ・フォー・メジャーリング・スボンタナス・ボーラリ
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”（”Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｗｉｔ
ｈ　Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ　Ｗａｖｅｓｆｏｒ　Ｍｅａ
ｓｕｒｉｎｇ　５ｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　Ｐｏ１ａｒｉ
ｚａｔｉｏｎ　１ｎＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌｉ
ｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ”　）による。

本発明では、前述した配向制御膜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
１本発明の別の具体例では、前述した配向制御膜１４ａ
と１４ｂのうち、一方の配向制御膜を別の配向制御膜と
することも可能である。この他の配向制御膜を形成する
被膜としては１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ｊ模としてＳｉＯや８１０２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、本発明を実施例及び比較例を示し、さらに具体例
を挙げて説明する。

実施例１２枚の０．７■厚のガラス板を用ｎし、それぞれのガラ
ス板の上に１００ＯＡのＩＴＯ１１９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［
３，４’−ジカルボキシフェニル］ヘキサフルオロプロ
パンニ酸無水物とｐ−フェニレンジアミンをｌ：ｌのモ
ル比て縮合し、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１５００ｒ、ｐ、ｍ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８５０Ａであった。

その被膜には、ＩＯによるラビング処理かなされ、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枚のガラスノλ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。

この液晶セル（これを１．８Ｈセルという）に下達の混
合液晶を等吉相下で真空注入してから、等吉相から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（！（Ｕ量比）ＨｚＨ３ＣＩ＋３（ＳｒｎＣ拳の温度範囲；３〜３５°Ｃ）直交ニコル下
でこのセルを観察すると、一様て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　、　５００ｐｓｅ
ｃ　）を印加することにより、一方の安定状態に液晶分
子方向をそろえ、直交ニコル下で、液晶セルを回転させ
ながら透過光量か最も低くなる最暗状態となる位置を見
つけ１次に、前のパルスと逆極性のパルス電界（−２０
Ｖ　、　５００鉢ｓｅｃ　）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。以上２つの最暗状態の位置
は、液晶の安定な平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かチルト角２０に相当している。

こうして前述の液晶セルのチルト角を測定したところ、
１３°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ｆｒＪ
、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Ｉ＾を測定したところ、１１％てあった。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、未発１５１者らは、１ｉｊ述の液晶セルにおける
基板の法線力向に対する液晶分子のねしれ配列角度とそ
の内向を測定した。この測定のために、前述の液晶セル
て用いた１、８μｌのフォトレジストスペーサに代えて
、：１．ＯＢ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（３０μｍセルとい
う）を作成した。

液晶分子のねしれ配列角度の測定は、直交ニコルドての
岐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ｙ！、となる位置
を見つけ、直交時から一力の検光子を回転させた角度を
測定した。この角度は、前述のねしれ角δに相当してい
る。

従って、前述の３．０ｇｍセルに関して、観察者から見
て、ＩＩ′Ｆ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、次いて液晶セルを回転して暗状態を捜す
ことかてきた。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袖が１０
″−１４°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１．８ｇｍ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Ｓ膳Ｃ・
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）、この時のチルト角θ′を測定した
。この結果を下記の表１に示す。

表　　　　ｌこの２種の液晶セルについて、前述の３μｍセルの液晶
、トｒてのねしれ角δを測定した時の方法と同様の方法
て第４図に示すねしれ角δをΔ一定したところ、交差角
−４５°と一２０°の交差ラビング軸を用いた液晶素子
では、上下基板の法線に対する液晶分子−のねしれ角δ
は１ｌＪ１察されず、上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ｒｌっだ。しかも交差角−４５
°と一２０°の交差ラビング軸を用いた液晶素子ては＋
２０ボルトと一２０ボルトの駆動用矩形パルスをｌ　ｍ
５ｅｃて交互に印加し続けても表１のチルト角θ′を維
持することかてきた。これは、実際に映像信号や情報信
号に応して、この液晶素ｆに例えば特開昭５９−１９３
４２１ｉ号公報や特開昭５９−１９：１４７号公報に記
載された様な時分割駆動法を適用した場合てあっても、
最大チルト角θ′を維持することかできる点に対応した
ものである。又、この時の透過率を測定したところ。

何れも約１７％であった。

ねしれ角δをもつねしれ配夕１状ｙＬの内向は、ノ＾板
とその界面付近の液晶との相互作用により決まる。つま
り、界面付近の液晶分子の分極方向かノ、（板に対して
内向きか、外向きかか、基板の性質により決められ、−
上下基板とも同一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）λ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′の状態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′の状態ては界
面付近の分子の分極か、−力の）、ｔｉ板ては内向きで
、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エネルギーよりも、−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１．８ｐｍセルを作成した時に用いた配向制
御１漠として、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　ｌ
のモル比て脱水縮合反応させて得たポリアミック酸の３
．５重も１％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ｌ−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６°〜８
″″で、その時の透過率は３〜５％程度てあった。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態下でのチルト角か小さく、又そ
の透過率は表示装置に適用するには全く不十分である。

比較例２実施例１の１．ｌ１ｌＬ＋１セルを作成した時に用いた
配向制ＷＩＮＫとして、３．３’、４．Ｃ−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＝１のモル比て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θと透過率を実施例１と
同様の方法でＪｌｌｌ定したところ、チルト角０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１．８μｍ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：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３．５　ｌｆｉ％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Ｏは５°〜７゛
で、その１１）の透過率は３〜４％程度であった。

実施例３〜１２実施例１の１．８ｇ＋セルて用いた配向制御膜の代りに
、下記の表２に示す出発原料を縮合して合成したポリア
ミック酸から得たポリイミド：を用いて、表３に挙げた
被膜を形成し、該被１模をラビング処理したものを使用
したほかは、実施例１と全く同様の方法で液晶セルを作
成してから、同様の方法で液晶セルにおけるチルト角０
と、その時の透過率をΔＩＩＩ定した。その結果を表３
に示す。

表　　　　　３　（続き）、　　　？Ｆ、　　０・２　　　−４−ｉと　１δ丁−！へｒ’ｉＲ（’さ、
　６や−ｋｌチルト角　　　透過率１２″″　　　　　１５％［発明の効果］本発明の液晶素子による配向制御によれば、強請’ｉｌ
ｊ性液晶、特に非らせん構造によって得られる少なくと
も２つの安定状態をもつ強誘電性液晶のモノドメインを
得ることができる点に第１の効果を有し、さらに強誘電
性液晶の非らせん構造によって発現する少なくとも２つ
の安定状態下、特に双安定状態下、（すなわち、メモリ
ー状態下）でのチルト角θを増大させることかできる点
に第２の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶素子の１つの実施態様を表わす断
面図、第２図は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３１２１は非らせん構
造の強誘電性液晶を用いた液晶；＋Ｓ子を模式的に表わ
す斜視図、第４図は基板の一４ｊｌ＋性配向軸と非らせ
ん構造の強誘電性液晶分子の軸との関係を表わす説明図
、第５図は本発明の液晶素子て用いた一軸性配向軸と液
晶分子の軸との関係を表わす説明図である。１１ａ・・・上基板　　　　　１１ｂ・・・下基板１２
ａ　、　１２ｂ・・・透明電極　　１３・・・強誘電性
液晶１４ａ、１４ｂ・・・配向制す１膜　２１・・・基
板２２・・・液晶分子層　　　　２３・・・液晶分子２
４・・・双極子モーメント　３３ａ・・・第１の安定状
態３３ｂ・・・第２の安定状態３４ａ・・・Ｌ向き双極子モーメント１４ｂ・・・下向き双極子モーメント ■・・・らせん構造でのチルト角 θ・・・非らせん構造でのチルト角Ｅａ、Ｅｂ・・・電界

Claims

【特許請求の範囲】

（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）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）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）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）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。