JPS6252528A - 強誘電性液晶電気光学装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は液晶電気光学装置に係り、更に詳しくは、双安
定性を付与した強誘電性液晶電気光学装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、時計や電卓等に用いら九でいる液晶素子は、ネマ
チック液晶をねじれ構造にしたツィスティッドネマチッ
ク（Ｔ　Ｎ）モードによる表示が主流である。一方、ス
メクチック液晶を用いて表示する試みも盛んになりつつ
あり、特にスメクチック りＣ相やスメクチックＨ木相を有する液晶は、強誘電性
を示すことから、マイヤーら〔ジュルナル、ド、フィシ
−７（Ｊ、ｄｅ、Ｐｈｙｓ、）　、　Ｌ　６９　。

１９７５年〕の発見以来、注目を集め、また、クラーク
らにより報告された〔アプライド、フィジカル。

レターズ（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、）旦、８９
９．１９８０年〕如く、１ミリ秒以下の高速応答性並び
に双安定性を示すこととから、液晶の新たな応用分野を
拓ぐものとして期待されている。

ところで、強誘電性液晶電気光学装置においては、液晶
分子を基板面に平行な、ある優先方位にそろえて配列さ
せることが必要である。

従来から知られている強誘電性液晶の配列方法は１強磁
場の印加あるいはずり応力を加える方法などがある。し
かし、これらの方法は、生産プロセス上実用性が乏しい
、また、福田らはスペーサエツジからの配向を提案して
いる（「自然」７月号、　１９８３年、又は「オプトエ
レクトロニクス」９月号、　１９８３年）。これも一様
な配向を達成できる領域がエツジ部からの距離が１００
μｍまでと狭いため、やはり実用性に乏しい。

他方、従来のネマチック液晶やコレステリック液晶の配
向制御に用いられている有機高分子膜を特定の方向に布
等でこする（ラビング）方法が検討されており、ポリイ
ミド、ＰＶＡあるいはアミノシランからなる層を２００
〜１０，０００オングストローム設ける方法が提案され
ている（特開昭５９−２１４８２４号）。かかる配向方
法は、従来タイプのネマチッ液晶と同様に、ラビング処
理のみで強誘電性液晶の一様配向を達成するので、生産
プロセス上実用性に優れていると言える。しかしながら
。

公知の如く〔近藤ら、第１５回フライブルグ液晶会義講
演予稿集（１５，Ｆｒｅｉｂｕｒｇｅｒ　Ａｒｂｅｉｔ
ｓｔａｇｕｎｇＦｉｉｉｓｓｉｎｇｋｒｉｓｔａｌｌｅ
）　１９８５年〕、　ポリイミドなどの有機高分子膜層
を電極上に設けると、強誘電性液晶が本来もっている双
安定性が消失してしまうというデメリットが存在する。

本発明者らは、かかる問題に鑑み、強誘電性液晶 晶が本来有する多安定性を消失させることなく、強誘電
性液晶分子の一様配列状態を得るべく、鋭意検討を進め
、本発明に至った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は１強誘電性液晶が、本来有する双安定性
を消失することなく、一様配向状態を与える素子を提供
し、その結果として、応答性やコントラストなど、電気
光学特性の優れた強誘電性液晶電気光学装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明を概説すれば、本発明は強誘電性液晶電気光学装
置に関する発明であって、基板、該基板上に設けた電界
印加手段、配向制御層及び強誘電性液晶層を包含する液
晶電気光学装置において、該配向制御層の厚さが２００
オングストローム未満好ましくは５０〜１８０オングス
トロームであることを特徴とする。

本発明の強誘電性液晶電気光学装置には１表示装置、光
シヤツター、光変換器、その他、用途の如何にかかわら
ず、上記要件を満す液晶電気光学装置がすべて含まれる
。それは、本発明によれば、応答性やコントラストなど
電気光学特性の優れた強誘電性液晶素子が得られるが、
この効果は液晶電気光学装置をいずれの用途に用いる場
合にも所望される効果である。したがって、本発明を液
晶表示装置を例にして具体的に説明するが、本発明はこ
れに限定されない。

本発明において用いられる配向制御層としては、強誘電
性液晶分子を配向させ得るものであれば、無機膜、有機
膜いずれも用いることができる。具体的には、ポリフェ
ニレンピロメリットイミド、ポリイミドイソインドロキ
ナゾリンジオンの如きポリイミド系高分子、ポリビニル
アルコール、ポリエチレンテレフタレート、ポリへキサ
メチレンアジペート、アミノシラン、Ｓｉｏ斜方蒸着膜
などが用いられる。

本発明において、ポリイミド系高分子などの有機高分子
被膜を基板上に設けるためには、該ポリマー又は該ポリ
マー前駆体を含む溶液を刷毛塗り法、浸漬法、回転塗布
法、スプレー法、印刷法などにより塗布し、しかる後、
加熱処理により、溶媒除去及び必要に応じて加熱反応さ
せる方法が一般的である０本発明においては、配向制御
層の膜厚を２００オングストローム以下とするが、この
場合、膜厚の制御は、溶液の濃度、粘度等をコントロー
ルすることにより可能である。なお、被膜形成法はこれ
らに限られるものではなく、蒸着、スパッタリング等の
公知の薄膜形成技術を用いることもできる。配向制御膜
形成後、被膜面を布等で一方向にラビング処理し、配向
制御層を得る。

とくに、膜厚をコントロールする上からは、ポリイミド
系のワニスを用いるのがよい。

本発明で云う強誘電性を示す液晶とは、カイラルスメク
ッチクＣ＊相、カイラルスメクチックＨ＋相を呈する液
晶があげられ、具体的には以下のものが知られている。

ただし、以下の例示は本発明に用いられる液晶化合物を
限定するものではなく、強誘電性を示す液晶であれば、
いずれも用いることができ、更にこれらの混合液晶も含
まれる。

ン°゛ 例えば４−（４−オクチルオキシベンドイルオキシ）安
息香酸２−メチルブチルエステル、４−（４−オクチル
オキシフェニル）安息香酸２−メチルブチルエステル、
ｐ−ｎ−デシルオキシベンジリデン−ｐ’　−（２−メ
チルブチルオキシカルボニル）アニリン、４−（４−オ
クチルオキシベンジリデン）アミノ桂皮ｗＩ２−メチル
ブチルエステル、４−（４−ドデシルオキシベンジリデ
ン）アミノ桂皮Ｗｉ２−メチルブチルエステル、２−ヒ
ドロキシ−４−（２−メチルブチルオキシ）−ベンジリ
デン−４′−オクチルアニリン、４−（４−ヘプチルオ
キシベンジルオキシ）　−４’　−（１−メチルへブチ
ルオキシカルボニル）ビフェニル、４−オクチルオキシ
安息香酸４−（２−メチルブチルオキシ）フェニルエス
テル、４−　（３−メチルヘキシル）オキシ安息香酸４
−へブチルオキシフェニルエステル、４−デシルオキシ
ビフェニルカルボン酸−４’−［４−（２−メチルブチ
ルオキシカルボニル）フェニルエステル、４−（１−メ
チルへキシルオキシ）−ビフェニルカルボン酸−４’　
−（４−へブチルオキシフェニル）エステル、４−デシ
ルオキシ−４’−［４−（２−メチルブチルオキシカル
ボニル）フェニルカルボキシ〕ビフェニルなどがある。

本発明において用いられる表示モードとしては。

複屈折モード、ゲスト−ホストモードのいずれも使用す
ることができる。

〔発明の実施例〕 実施例１ 酸化インジウム系透明導電膜を設けた２枚のガラス基板
に、ボリフェニルレンビフエニレンテトラカルボン酸イ
ミドの塗膜を回転塗布し加熱により形成した。溝尻光学
工業所製エリプソメータで膜厚を測定したところ、６０
オングストロームであった。塗膜面をパフ布でラビング
後、２枚の基板間が４μｍになるようガラスファイバー
製のスペーサーを使用して、液晶セルを組み立て、下記
液晶を真空封入した。

この化合物は７１〜９８℃においてスメクチックＣ３相
を示すもので、アントラキノン系二色性色素ＭＤ−２３
５（三菱化成製）を３％混合して用いた。１２３℃以上
に加熱して等方性相として封入後、等方性相から強誘電
性を示すスメクチックＣ″相まで徐冷するに際し、２０
Ｖの電界を印加した。次に、８５℃に液晶セルを保持し
て、電気光学特性を測定した。

第１図に示す様にパルス電圧を印加した時の、透過光強
度を、偏光板を通して測定（測定波長は６２５ｎｍ）し
た。第１図に示すように電界印加時のコンｌ−ラスト比
０Ｒ＝Ｂ番／Ｂ１、メモリ−２状態間のコントラスト比
ＧＲ’＝　Ｂ　ａ　、／　Ｂ　ｚとすると、両者の比は
Ｍ＝　（ＧＲ’−１−）／　（ＧＲ−１）となる。

表 即ち双安定状態の安定性を韓わすパラメータとして、メ
モリ−２状態間のコントラスト比と電界印加時のコント
ラスト比の比Ｍを求めたとこ料あった。すなわち、良好
なメモリー性を示した。

また、ＧＲ’も６であり、コントラストも良好であった
。

実施例２ 配向制御層として、ｍ−ジアミノジフェノキシジフェニ
ルスルホンとピロメリット酸及びベンゾフェノンテトラ
カルボン酸からなるポリイミド（膜厚１８０オングスト
ローム）を用いた他は実施例１と同様にして、セル厚４
μｍ、８μｍ。

１３μｍの液晶セルを作成した。実施例１と同様にして
、パラメータＭを求めたところ、それぞれ０．７，０．
８．１であり、いずれも良好なメモリー性を示した。ま
た、コントラスト比ＧＲＨも７゜１２．１５であり良好
であった。

比較例１ 実施例２において、配向制御層の膜厚を３００オングス
トロームにした他は同様にして、４μｍ。

８μｍ、１３μｍの液晶セルを形成し、パラメータＭを
求めたところ、それぞれ、０，０．１゜０．５５　であ
り、メモリー性が劣っていた。

実施例３ 実施例１と同様の液晶セル（セル厚２μｍ）に下記混合
液晶を封入した。

Ｈｓ 上記液晶の相転移温度は、下記の通りである。

ツクＡ相−−−等方性相 封入後、偏光板を２枚用いる複屈折モードで。

２３℃にて、実施例１と同様の電気光学特性を測定した
ところ、パラメータＭの値は０．８　であり、良好なメ
モリー性を示した。コントラスト比ＧＫ’も１４であり
良好であった。

実施例４ 配向制御層として１ｍ−ジアミノジフェノキシジフェニ
ルスルホンとビフェニルテトラカルボン！ 酸からなるポリイミドを用い、膜厚が異なる５種の、液
晶セル（セルギャップ１３μｍ）を作成した。液晶材料
は実施例１と同様のものを用い、その膜厚は３０，５０
，８０，１１０，１５０゜１８０．３００，６００，１
４００オンゲスドロ゛　−ムとした。実施例１と同様に
して、８５℃にて。

パラメータＭを求めたところ、０．８，１．０゜１．０
．１．０．１．０．０．８．０．５．　Ｏ，Ｏでア４Ｊ
、膜厚３０，３００，６００．１４００オングストロー
ムではメモリー性が劣っていた。

メモリー性、ＧＲ’およびＭとから、配向膜々厚は、５
０〜１８０オングストロームの範囲がとくに好ましい。

また液晶層の厚さが１６μｍより大きくなるとメモリー
性が低下する傾向があることも判つた。

発明 〔専億の効果〕 以上、本発明によれば、本来有する双安定状態を消失さ
せることなく、一様配向状態を達成することができ、か
つ応答性、コントラストなどの電気光学特性が優れた強
誘電性液晶電気光学装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例に基づく強誘電性液晶素子
による応答性を示す曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板、該基板に設けた電界印加手段、配向制御層及
   び強誘電性液晶層を包含する液晶電気光学装置において
   、該配向制御層の厚さが２００オングストローム以下で
   あることを特徴とする強誘電性液晶電気光学装置。 ２、強誘電性液晶層が、カイラルスメクチツクＣ＾＊相
   を呈する液晶層であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の強誘電性液晶電気光学装置。 ３、強誘電性液晶層の厚さが１６μｍ以下であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の強
   誘電性液晶電気光学装置。 ４、配向制御層がポリイミド系樹脂であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項記載の強誘電性
   液晶電気光学装置。 ５、配向制御層の厚さが５０〜１８０オングストローム
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の強
   誘電性液晶電気光学装置。 ６、配向制御層が５０〜１８０オングストロームのポリ
   イミド系樹脂、強誘電性液晶層が１６μｍ以下のカイラ
   ルスメクチツクＣ＾＊層を呈する液晶層であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の強誘電性液晶電気
   光学装置。