JPS62295021A - 液晶素子の製造方法 - 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】 ３、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
液晶素子およびその製造方法に関し、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、表示並びに
駆動特性を改善した液晶素子およびその製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来、液晶素子は主にエム・シャット　（Ｍ。

５ｃｈａｄｔ）とダブりニー・ヘルフリッヒ　（Ｗ。

Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ）の［アプライド・フィジクス・レタ
ーズ］（＾ｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ）　１８巻４号（１９７１年２月１５日）　Ｐ、１
２７〜１２８に記載されているようなＴＮ［（ツィステ
ッド・ネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄｎｅｍａｔｔｃ）　
１方式が採用されている。このＴＮ方式の配向制御を効
率的に保障する方法として、ネマチック液晶の接する基
板界面を、斜方蒸着によるＳｉＯ又はＳｉＯ□や一方に
ラビング処理した有機樹脂、例えばポリイミド、ポリア
ミドで形成する方法が知られている。

このＴＮ方式には、高速応答性とメモリー効果が無いた
め、ＴＮ方式を用いて高密度画素の表示パネルを設計す
る際、例えば薄膜トランジスタ　（ＴＰＴ）をアレイ状
に配置したアクティブマトリクス基板を必要としている
。しかし、このようなＴＮ液晶を用いたアクティブマト
リクス駆動方式の表示パネルでは、使用するＴＰＴが複
雑な構造を有しているため、製造工程数が多く、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（例えば、ポリシリコン、アモルファス
シリコン）を広い面桔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。

これらの問題点を解決するものとして、Ｎ、　Ａ。

Ｃ１ａｒｋとＳ、　Ｔ、　Ｌａｇｅｒｗａｌｌの米国特
許第４３６７９２４号明廁書て提案されている強誘電性
液晶素子が知られている。

強誘電性液晶は、電界に対して第１の光学安定状態と第
２の光学安定状態からなる双安定状態を有する。従って
前述のＴＮ型の液晶で用いられた液晶素子とは異なり、
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Ｓ２
の光学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、か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、かなり木質的な改善か得られる
。

しかしながら、この強誘電性液晶が所定の特性を発揮す
るためには、一対の平行基板間に注入される液晶か電界
の印加状態とは無関係に、上記２つの安定状態の間での
変換が効果的に起こるような分子配列状態にあることが
必要である。強誘電性液晶はカイラルスメクティック相
でその挙動を表わすが、このカイラルスメクティック相
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、一般
にスメクティック相の液晶はネマチック相の液晶に比べ
配向制御性や配向安定性か悪い欠点があり、特に大面積
化した場合に充分な特性が得られなかったのが実情であ
る。

一般的にはラビング処理や斜方蒸着処理などによる一軸
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
るが、大面積でモノドメインの配向状悪な得ることは困
難な上に一軸性配向処理に原因すると考えられるＳａｃ
”でのチルト角の減少やＳａｃ”相の層の傾きを生じや
すい。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、本発明の目的は、前述の問題点を解決すること
、すなわちカイラルスメクチック相において配向性のす
ぐれた大面積液晶素子およびその製造方法を提供するこ
とにある。

本発明の別の目的は少なくとも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およびその製造方法を提供する
ことにある。

［問題点を解決するための手段］及び［作用コすなわち
、本発明の第１の発明は一対の平行基板と複数の電極を
有する強誘電性液晶素子において、液晶分子の長軸と液
晶注入方向とのなす角が＋４５°〜−４５°であること
を特徴とする液晶素子である。

また、第２の発明は一対の平行基板と複数の電極を有す
る液晶素子において、強誘電性液晶をカイラルネマチッ
ク相もしくはネマチック相の状態て液晶素子に注入する
ことにより液晶を配向させることを特徴とする液晶素子
の製造方法である。

以下１本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に係わる液晶素子の一実施態様を示す
断面図である。同第１図に示す液晶素子は、一対の平行
配芒した上基板１１ａ及び下基板１１ｂと、それぞれの
基板に配線した透明電極１２ａと１２ｂ　ｆ：＠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つの安定状態をとる非らせ
ん構造の強誘電性液晶１３が配置されている。

前述した透明電極１２ａと１２ｂは、強誘電性液晶１３
をマルチプ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が互いに
交差させて配置されていることか好ましい。

また、前記液晶素子には、基板１１ａとＩｌｂにそれぞ
れ配向制０４膜１４ａと１４ｂが配置されている。

本発明の製造方法はこのような液晶素子へ液晶を注入す
る場合にカイラルネマチック相もしくはネマチック相の
状態で行い、液晶セルと液晶のずれ応力によって一軸配
向状態として注入したのち、強誘電性液晶であるところ
のカイラルスメクチック相とすることにより優れた配向
性を有する液晶素子を得る方法である。

特に、本発明の製造方法により得られる液晶素子は液晶
分子の長軸と液晶注入方向とのなす角が＋４５°〜−４
５°であることを特徴とするものである。

液晶の注入方法は特に限定することはなく、例えば液晶
セルを真空容器に収容して真空脱気後、液晶て注入孔を
被蕾し加圧することにより行うことかできる。

この際、注入のための圧力差としては０．１ｋｇ／ｃｍ
”　〜２０ｋｇ／ｃｍ”が好ましい。０．１　ｋｇ／ａ
ｍ２未満ではずれ応力か小さいために十分な一軸性が得
られず、２０ｋｇ／ｃｍ２をこえるとずれ応力か大きす
ぎて配向の乱れか発生する。より好ましくは０．５　ｋ
ｇ／ｃｍ”〜５　ｋｇ／ｃｍ２である。

次に、本発明において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、　　１
ｎ２０．　、　ＳｎＯ□やＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉ
ｎ　０ｘｉｄｅ）等の透明電極かコートされた基板（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ＳａＧ”
　（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（Ｐｌ　）　２４を有している。この時の三角
錐の頂角をなす角度か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
ント（Ｐよ）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て、下
述する双安定性を示さない。

本発明の好ましい具体例ては、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
子を用いることかできる。すなわち、液晶セルの厚さを
充分に薄くした場合（例えば１終）には、第３図に示す
ように電界を印加していない状７Ｅ、ても液晶分子のら
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（
３４ｂ）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ｆｇ３３Ｂかあるい
は第２の安定状３３：＋ｂ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θ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か、
やはり電界を切ってもこの状態に留っている。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、セルとしては薄い方が好ましく、一般的には、
ｏ、ｓ　ＪＬ〜２０ＪＬ、特に１ル〜５ＪＬ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４３６７９２４号明細書で提案
されている。

本発明において用いることができる強誘電性液晶として
は、カイラルネマチック相もしくはネマチック相を持つ
ものが望ましい、そのような強誘電性液晶としては表１
に示すようなものがあるが、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
のカイラルネマチ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。

元来カイラルネマチック相やネマチック相を持たない強
誘電性液晶であっても、組合せることにより、カイラル
ネマチック相もしくはネマチック相を誘起せしめること
によって用いることができる。

表　　　１ ＼ＳｍＦ・＋　ＳｍＣｍ　ｉ／　４５ しｒ　ｙ　ｓ　ｔ　　−一一一一フＳ　ｍｕ　”−−プ
しｈ　　　　　　、　　ｌＳ。

”Ｑｉ、’、３ Ｕ Ｃｒｙｓｔ　　　　　　　　　　　　　　　　Ｉｓ。

Ｃｒｙｓｔ　　−一→Ｓ　ＩＩＩＬ；　”−フシｎ−ツ
ー　ｓ　０Ｃｒｅｓｔ　−〉Ｓａｃ傘−）　ＳｍＡ−）
Ｃｂ　−）Ｉｓ。

前記カイラルネマチック相を有する強誘電性液晶におい
て液晶素子に注入する際にそのらせんピッチ（ｐｉｔｃ
ｈ）はセル厚の２倍以上であることが望ましく、さらに
望ましくは３倍以上である。また、らせんの巻き方が反
対のものを組み合わせることにより、完全に補償したネ
マチック相とすることが望ましい。

本発明において、液晶セルへ液晶の注入時、液晶と接触
することでずれ応力を与える界面としては水平配向能力
を有する被膜を少なくとも一方の基板に使用することが
好ましい。

例えば、−酸化珪素、二酸化珪素、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
リバラキシレリン、ポリエステル、ポリエーテルケトン
、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリスル
フォン、ポリ塩化ヒ′ニル、ポリアミド、ポリスチレン
、ポリシロキサン、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
膜を形成することにより配向制御膜として使用できる。

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、通常１００　Ａ〜ｌル程度、好
ましくは５００Ａ〜２０００Ａの範囲の膜厚て形成され
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
とがてきる。

このような配向制御膜へ斜方薄着やラビング等の一軸配
向処理を行って本発明と組み合わせることは、モノドメ
インを得る上で有効である。この場合には、注入時の液
晶の流れ方向とラビング方向か一致していることか好ま
しい結果を与える。

しかし、一軸配向性処理を行った基板は電界印加時のチ
ルト角と比較してメモリー状態でのチルト角が小さくな
る欠点があるために、交流電圧印加等の処理を必要とす
る。

前述した様に、本発明においては配向制御膜＋４ａと１
４ｂは、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てきる。

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、メモリー状態てのチルト角を増大するためには、
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、上基板と下基板に
形成する一軸性配向処理面ては、無電界時にそれぞれの
一軸性配向軸５１と５２が第４図に示すねじれ配タリの
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て配向させた時に、
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液晶分子
の軸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θのとき第
１の安定状態、チルト角−θ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３０〜１５
０ボルトで周波数ｌＯ〜５００１（ｚ　、好ましくはｌ
Ｏ〜２００Ｈｚ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、本発明者らか行なった実験、
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てあっても
その増大されたチルト角θ′を維持することがてきる。

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／ｃｍ”以上、好まし
くは１Ｏｎｃ／ｃｍ２〜３００ｎｃ／ａｍ２；　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８により
測定することができる。

８ジヤパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド°フィ
ジックス　（Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ）　２２　（１０）号
、６６１〜６６３頁（１９８：１年）に掲載されたケー
・ミャサト（Ｋ、　１ｉｙａｓａｔｏ）らの共著の“ダ
イレックト・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
　　ｗｉｔｈ　　Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ　　Ｗａｖｅｓ
ｆｏｒ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　５ｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ
　Ｐｏ１ａｒｉｚａｔｉｏｎ　１ｎＦｅｒｒｏｅｌｅｃ
ｔｒｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａ１″）による。

本発明では、前述した配向制御［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てきる。又
、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
することも回部である。

本発明において、液晶を注入する液晶素子には、注入口
が液晶が注入時セル内で一方向に流れるように設けられ
ていることが好ましく、その例を示すと、第６図（ａ）
に示す様に基板の長手方向の端縁の一方に設けた注入口
６１．或いは第６図（ｂ）に示す様に上基板の長手方向
の端部の一方に穿設した注入口６２が好ましいものとし
て挙げられる。また前記注入口より注入された液晶の注
入方向Ａと分子長軸が平行であることが好ましい。

［実施例］ 以下、本発明を具体例を挙げて説明する。

実施例１ ２枚の０．７曹■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ＩＴＯｇ付きのガラ板のそれぞれに３．３′、４．
４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物とｐ−フ
ェニレンジアミンをｌ：１のモル比で縮合し合成したポ
リアミック酸なＮＭＰて２重量％に希釈した液を回転数
３５００ｒ、ｐ、ｍのスピンナーて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８００Ａであった。

その被膜には、布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。

この液晶セル（これを１．８４ｍセルという）に下達の
混合液晶をカイラルネマチック相下で注入時にラビング
軸と注入方向が一致するように真空脱気後、液晶に大気
圧をかけ注入してから、０．５℃／ｈて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） ＣＨ。

ＣＨ３ Ｃａｌｌ　ｌｔ　＋　Ｎ−Ｎ　＋０ＣＯ−ＣＨＯＣ７Ｈ
ｒ　ｓ　　Ｏ、３ＣＨ３ （Ｓａｃ”＋７）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。

次に、この液晶セルにパルス電界（２０Ｖ。

５００Ｂｓｅｃ　）を印加することによって、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、この
無電界時の液晶セルを回転させながら、透過光量が最も
大きくなる最明状態の位置と最暗状態となる位置を見つ
け、その時の液晶セルを回転した角度を測定した。この
角度は前述のチルト角の２倍（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、
７°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、１２％てあった。この時の透過
光量の測定はフォトマルチプラヤーによって行なった。

次に、本発明者らは、前述の液晶セルにおける基板の法
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。この測定のために、前述の液晶セルで用いた
１、８μ■のフォトレジストスペーサに代えて、３．０
ｐｍ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（３，０μＩ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、直交ニコル下ての
最暗状ｙＳ峙の交差角から、一方の検光子を回転させて
、その交差角を変化させ、さらに暗い状態となる位置を
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。

前述のねじれ角δに相当している。

従って、前述の３．昨璽セルに関して、観察者から見て
１時計まわりを正（つとし、反蒔計まわりを負（−）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態を捜すことができ
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１０〜１４°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１．８ＩＬｍ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、注入方向を交差したラビング
軸の中間としたほかは、全く同様の方法で液晶セルを作
成した。　この液晶セルのチルト角を測定したところ、
５ＩＩ（：”相においてモノドメインが得られ、何れも
１０’てあった。これら２つの液晶セルは、何れもＳａ
ｃ”の高温側にＳｍＡ、か存在しているが、５ＩＩＩへ
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ボ
ルトて周波数７０　ＩＩ　ｚ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　　　１ この２種の液晶セルについて、前述の３μ憬セルの液晶
素子でのねじれ角δを測定した時の方法と同様の方法で
第４図に示すねじれ角δを測定したところ、交差角−４
５°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じれ角δは観察
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素子ては＋２０ボルトと一
２０ボルトの駆動用矩形パルスを１　ｍ５ｅｃて交互に
印加し続けても表１のチルト角θ′を維持することがで
きた。これは、実際に映像信号や情報信号に応じて、こ
の液晶素子に例えば特開昭５９−１９３４２６号公報や
特開昭５９−１９３４７号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、最大チルト角θ′を
維持することが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。

ねじれ角δをもつねじれ配列状態の方向は、基板とその
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が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
同一の配向制御膜を用いた場合、基板間の液晶は強制的
にねじれ配列をもって配向させられる。

基板の法線に沿ったねじ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、ねじれ配列状態が
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′の状態では界
面付近の分子の分極が、一方の基板では内向きで、他の
基板で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、一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、透過率か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しれ角
δをもつ液晶のねじれ配列方向の反対方向である。

実施例３ 実施例１の１．８μ籠セルでラビングした基板を使用し
たかわりにラビングしないほかは全く同様の方法で液晶
セルを作成した。この液晶セルはＳａｃ”相においてモ
ノドメインが得られ、チルト角は１４＠てあった。この
時の透過率を測定したところ約２０％であった。

比較例１ 実施例３の１．８Ｈセルで等吉相て封入したほかは全く
同様の方法で液晶セルを作成した。この液晶セルはＳ■
Ｃ１相においてマルチドメインてあり実用できないもの
てあった。

［発明の効果］ 本発明の液晶素子およびその製造方法の配向制御によれ
ば、強誘電性液晶、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を増大させることがで
きる点に第２の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる液晶素子の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、基板の法線に沿ってねじれ配
列した液晶分子を模式的に表わす平面図、第５図は双安
定状態でねじれを持つ強誘電性液晶の分子軸と直交ニコ
ル、基板一軸性配向軸を模式的に表わした平面図および
第６図（ａ）、（ｂ）は液晶素子における注入口と液晶
注入方向の具体例を示す説明図である。 ＋１ａ・・・上基板　　　　　１１ｂ・・・下基板＋２
ａ、１２ｂ・・・透明電極　　１３−・・強誘電性液晶
１４ａ、＋４ｂ　−−−配向制御膜　２１−・・基板２
２・・・液晶分子層　　　　２３・・・液晶分子２４・
・・双極子モーメント　３３ａ−・・第１の安定状態３
３ｂ−・・第２の安定状態 ３４ａ・・・上向き双極子モーメント ３４ｂ・・・下向き双極子モーメント ０・・・らせん構造でのチルト角 ０・・・非らせん構造でのチルト角 Ｅａ、Ｅｂ・・・電界 ４１・・・上下基板に形成した一軸性配向軸４２・・・
上基板に隣接する液晶分子の軸４３・・・下基板に隣接
する液晶分子の軸４４・・・ねじれ配列の方向　δ・・
・ねじれ角５１・・・上基板に形成した一軸性配向軸５
２・・・下基板に形成した一軸性配向軸５３・・・上下
基板に隣接する液晶分子の軸５４・・・ＳｓＡでの液晶
分子の軸 ５５・・・ねじれ配列の方向と反対方向５６・・・直交
ニコルの一方の偏光軸 ５７・・・直交ニコルの他方の偏光軸 ６１・・・注入口

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の平行基板と複数の電極を有する強誘電性液
   晶素子において、液晶分子の長軸と液晶注入方向とのな
   す角が＋４５°〜−４５°であることを特徴とする液晶
   素子。
2. （２）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。
3. （３）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。
4. （４）前記平行基板の少なくとも一方が前記液晶に対し
   て水平配向能力をもつ表面を有する特許請求の範囲第１
   項記載の液晶素子。
5. （５）前記平行基板の少なくとも一方に一軸性配向処理
   を施してあり、かつ一軸性配向処理と液晶注入方向が一
   致するところの特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。
6. （６）液晶が注入時セル内で一方向に流れるように注入
   口を設けた特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。
7. （７）一対の平行基板と複数の電極を有する液晶素子の
   製造方法において、強誘電性液晶をカイラルネマチック
   相もしくはネマチック相の状態で液晶素子に注入するこ
   とにより液晶を配向させることを特徴とする液晶素子の
   製造方法。
8. （８）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７項記載の液晶素子の製造方法。
9. （９）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７項記載の液晶素
   子の製造方法。
10. （１０）前記平行基板の少なくとも一方が前記液晶に対
    して水平配向能力をもつ表面を有する特許請求の範囲第
    ７項記載の液晶素子の製造方法。
11. （１１）前記平行基板の少なくとも一方に一軸性配向処
    理を施してある特許請求の範囲第７項記載の液晶素子の
    製造方法。
12. （１２）液晶が注入時セル内で一方向に流れるように注
    入口を設けた特許請求の範囲第７項記載の液晶素子の製
    造方法。
13. （１３）液晶の注入方向と分子長軸が平行である特許請
    求の範囲第７項記載の液晶素子の製造方法。