JPS63124030A - 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】 １亙立１ 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャｉ・夕等で用い
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、動作特性、記憶特性等を改善した液晶素子に関
するものである。

ｉｌ呈且 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
２１６号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書等）
、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（ＳｍＣ”　）又はＨ相（Ｓ
ｍＨ”　）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
憶型の表示素子等としての広い利用が期待されている。

本発明者らの研究によれば、上述した強誘電性液晶素子
の双安定性を実現し、且つ良好な閾値特性、スイッチン
グ特性を含む動作特性を実現するためには、一対の基板
間にらせん補遺が解除されたカイラルスメクチック相を
有する強誘電性液晶層を配置し、且つ該一対の基板の少
なくとも一方に配向処理、特にラビング、斜方蒸着等の
一軸性配向処理を施すことが好ましいことが見出されて
いる。しかしながら、この型の液晶素子においても得ら
れる双安定性が未だ充分とは云えず、二のため動作特性
、記憶特性に問題が残り、実用化の一つの障害となって
いる。

ｌ豆二ｌ道 本発明の主要な目的は、より良好な双安定状態を与える
ことにより、記憶特性を含む動作特性を改善した強誘電
性液晶素子を提供することを目的とする。

及Ｊ」８１月 本発明者らは、上述の目的で研究した結果、強誘電性液
晶は、従来のＴＮ型液晶には見られないような基板面に
対する鋭敏な感受性を有し、これが一対の基板界面にお
ける液晶分子軸の長軸方向（Ｃ−ダイレクタ）の基板面
からの傾き角（チルト角）を異ならせ、その結果、充分
な双安定性が得られないこと；また、この点は、一対の
基板面の状態を従来実現されなかったレベルまで同質化
することによって著しく改善されることが見出された。

本発明の強誘電性液晶素子は、このような知見に基づく
ものであり、より詳しくは、それぞれ電極を有する一対
の基板間にカイラルスメクチック強誘電性液晶を挾持し
てなる液晶素子において、それぞれの基板との界面にお
ける液晶分子の長軸方向の基板面からの傾き角が等しい
（好ましくは、後述する見かけ分子軸からの略算値とし
ての差が（θニー＞／３）”以内、特に（θ３−、／４
）°以内。ただし２θニー、は、ＳｍＣ”相の仮想コー
ンの頂角とする。）ことを特徴とするものである。

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。

日の　体的説明 本発明の主要な特徴の説明の前に、強お電性液晶素子の
概要を説明することが適当であろう。

本発明で用いる強誘電性液晶としては、加えられる電界
に応じて第１の光学的安定状態と第２の光学的安定状態
とのいずれかを取る、すなわち電界に対する双安定状態
を取り得る液晶、特にカイラルスメクチック液晶が用い
られる。なかでも、カイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ
”）又はＨ相（ＳｍＨ”　）の液晶が適している。この
強誘電性液晶については、”ル・ジュルナル・ド・フィ
ズイク・レドルズ”３至（Ｌ−６９）　１９７５、「強
誘電性液晶Ｊ　　（”　ＬＥ　ＪＯｔｌＲＮＡＬ　ＤＥ
　Ｐ）ＩＹＳＩＱＵＥ　ＬＥＴＴＥＲ５”工６　（Ｌ−
６９１１９７５、ｒ　Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｌ
ｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ、＋　）　　：”アプライ
ド・フィズイクス・レターズ１至（１１）１９８０、「
液晶のサブ・マイクロ秒双安定スイッチング」　（“Ａ
９ｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ　”　
　３６　（１１）　１９８０、ｒ　Ｓｕｂｍｉｃｒｏ　
５ｅｃｏｎｄ　Ｂ１−５ｔａｂｌｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｏ
ｐｔｉｃＳｗｉｔｃｈ［ｎｇｉｎ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒ
ｙｓｔａｌｓ　」）　　；　”固体物理”−１６（１４
１）　　１９８１　ｒ液晶」等に記載されており、本発
明ではこれらに開示された強誘電性液晶を用いることが
できる。

より具体的には、本発明法に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、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（ＤＯＢＡＭＢＣ
）、ヘキシルオキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−
クロロプロピルシンナメート（ＨＯＢＡＣＰＣ）および
４−ｏ−（２−メチル）−ブチルレゾルリリデン−４′
−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）等が挙げられる。

こ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２図は、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、Ｉｎ２Ｏ３、Ｓ　ｎ０２、
Ｉ　Ｔｏ　（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
の間に液晶分子層２２がラス面に垂直になるよう配向し
たＳｍＣ”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上）２
４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上）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。液晶分子２３は細長い形状を有しており
、その長軸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位置関
係に配置した偏光子を置けば、電圧印加極性によりて光
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。さらに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素子のらせん構造は、はどけ、
その双極子モーメントＰａ又はｐｂは上向１ｔ（３４ａ
）又は下向（３４ｂ）のどちらかの状態をとる。このよ
うなセルに第２図に示す如く一定の閾値以上の極性の異
る電界Ｅａ又はＥｂを付与すると、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３４
ａ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１方に配向する。

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。′！Ｊ２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３３
ａ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。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く、一般
的には、０．５μ〜２０μ、特に１μ〜５μ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。

以上において、双安定性強誘電性液晶素子の概略を理想
的なモデルで説明した。ここにおいて、先にも述べたよ
うに双安定性を実現し、且つ良好な閾値特性、記憶特性
を含む動作特性を与えるための一つの方法として基板に
、配向処理、特にラビング、斜方蒸着等の一軸性配向処
理を施すことが好ましい、しかしながら現実には、実現
される双安定性が不完全であり、動作特性の改良も充分
とは云えない。

第４図（ａ）に、従来の強誘電性液晶セルにおける液晶
分子の配列モデル、第４図（ｂ）にその付加説明図を示
す。図中の円は、本来、らせん構造を有するカイラルス
メクチックＣ相（ＳｍＣ”相）のコーンを、スメクチッ
クの層法線の側から見たものである。ここで第４図（ａ
）の中心から伸びる（−）−）は液晶分子の長軸を層平
面に投影した図でＣ−ダイレクタ−と呼ばれる。

また、矢印（↑）は自発分極の向きを示す。また、第４
図のように、上下界面での分子の傾き角（チルト角）を
ｆ工、ｆ２とする。

本発明者らの研究によれば、従来のセルについては、第
４図に示すように、界面分子の傾きｆ１とＦ２が回転対
称の位置となっていない。このため、従来は、強誘電性
液晶の安定状態（メモリー性の強い状態）と準安定状態
（メモリー性の弱い状態とからなる不完全な双安定状態
が得られているに過ぎなかった。この点を、以下に、よ
り詳しく説明する。

第４図（５）は、下および上の界面における分子のチル
ト角ｆ１とＦ２を同一円上に重ねて示したものである。

ここでＣ−ダイレクタ−の位置をψと示すことにすると
、液晶分子の一方の配向状態（第４図（ａ）の安定状態
）については、ψ、（Ｚ）＝ｆｔ　＋　（Ｆ２　ｆｔ　
）　・ｚ／ｄと示される。ここで２軸に沿う位置座標Ｚ
は、第４図（ａ）に示したように、下基板から上基板へ
向かって増加するように選ばれ、下界面でｚ　ｘ　Ｑ　
。

上界面でｚｗｄとした。また、他方の状態（第４図（ａ
）の準安定状態）は、 ψ２　（Ｚ）　＝ｆｌ　＋　（Ｆ２　２ｙｃ−ｆｌ　）
　・ｚ／ｄ　　　　　　　　　　　（２） と示される。

ここで、ψ１（ｚ）で示される状態のねじれ量は、ψ２
（ｚ）で示されるねじれ量より明らかに小さい。したが
ワて、弾性エネルギーは、ψ１（ｚ）の方がψ２（Ｚ）
より小さく、ψ１（ｚ）の方が安定となる。したがつて
、ψ１（ｚ）で記述された第２図（ａ）の右側が安定状
態であり、ψ２（ｚ）で記述される第２図（ａ）の左側
が準安定状態となる。

より定量的に言えば、ψ（２）をコーン上の分子の回転
角とするとき、分子の弾性エネルギーはで与えられる。

ψ、（２）に対しては 繁（Ｆ２−ｆｔ　）　”　・Ｂ　１　／　２　ｄ　　（
４）となり、ψ２（Ｚ）に対しては Ｆ、ｍ　（Ｆ２−２π−ｆｌ）２　・Ｂｌ／２ｄとなる
。また、 Ｆ２−Ｆ、＝２π（２π−２（＋２−ｆｔ　）　）・Ｂ
１／２ｄ　　　　　　　（６） だから、ψ１（ｚ）　とψ２（ｚ）の弾性エネルギーが
等しくなるのは、Ｆ２−ｆ１＝πでｆ１＋ｆ、が回転対
称の位置にある時だけである。

したがって、従来の界面分子にチルト角ｆ、とＦ２が回
転対称の位置にない配向方向では、一方の安定状態が他
方より一層安定である単安定現象が発生しやすく、完全
な双安定性を得にくかフた。

これに対し第１図に、本発明の実施例における分子配列
モデルを示す。この例は、電極間に、強誘電性液晶を挟
持してなる液晶素子において、上下基板界面における分
子長軸の基板平面からの傾き角度が等しく、かつ分子位
置が、スメクチック層法線のまわりの回転対称の位置に
あることを特徴とする。

第１図中の円及び記号＜　−）−＞及び（↑）は第２図
と同様である。

第１図と同様に、上下界面でのチルト角をｆ□、Ｆ２と
すると、この例では、ｆｌとＦ２が回転対称の位置にあ
る。

第１図の実施例では、配向膜界面の極性と、式（１）で
示した自発分極の相互作用によって、コーン上の分子が
、下から上まで徐々に、回転した配向状態である。ここ
で、第１図に示した双安定の２状態は回転方向が逆とな
っている。

本発明により、Ｃ−ダイレクタ−の回転方向が異なる２
つの状態間で、ねじれ量は同じとなり、２つの状態の弾
性エネルギーはともに等しく安定となる。これによって
、本発明では、完全な双安定性が実現される。

より具体的なセルの例について説明する。

匿見遇 第５図に示すような従来型の液晶セルを形成した。

すなわち、厚さが１．１ｍ＋ｎのガラス基板５１ａ上に
、線幅５０μ、ピッチ１２．５μで厚さが１０００人の
Ｉ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅｌ製ス
ドライブ電極５２ａを形成し、次いで厚さ１０００人の
５ｉ０２絶縁膜５３ａを蒸着により形成した後、その上
にポリイミド形成液（日立化成工業■製ｒＰＩＱＪポリ
イミド、不揮発分濃度：１４．５ｗｔ％）を塗布し、硬
化して厚さ１０００人の配向膜５４ａを形成した。

次いで、同様なポリイミド膜を厚さ２μに形成し、未硬
化状態で、その上にポジ型レジスト溶液（Ｓｈｉｐｌｅ
ｙ社製の“ＡＺ１３５０”）を塗布してレジスト層を形
成した後、ＩＴＯ電極間の全面にマスクが位置する様に
マスク幅１２．５μマスク部のピッチ５０μのストライ
ブ状マスクを用いて露光した。次いで、テトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイド含有の現像液“ＭＦ３１
２”で現像して露光部のレジスト膜とポリイミド膜を除
去し、しかる後にレジストマスクを除去してポリイミド
の硬化条件下で加熱硬化させて、スペーサ部材５５ａを
形成させた後、ストライブスペーサの延長方向と平行に
ビロードにより１００ｇ／ｃｒｒＩの圧力を印加しつつ
ラビング処理を施した（下電極板）。

他方、１５００人の膜厚をもち、線幅５０μがピッチ１
２．５μで形成されたＩＴＯストライブ電極パターン５
２ｂを有する厚さ０．２）の薄板ガラス基板５１ｂ上に
、前述と同様の８００人のポリイミド膜からなる配向膜
を形成した。次いで、ＩＴＯストライプ電極線の稜線と
平行方向に前述のポリイミド膜にラビング処理を施した
（上電極板）。

この上下の電極板をそれぞれのＩＴＯストライブパター
ンが直交し、ラビング方向が互いに平行となる様に重ね
合せ、その周辺をエポキシ系接着剤でシーリングした後
、注入口からカイラルスメクチック相を示す等吉相下の
液晶（チッソ社製Ｃ３１０１３）５６を注入し、徐冷（
０，５℃／時間）下でセル内にカイラルスメクチックＣ
相を生じさせた。

チッソ社製のｒＣＳ−１０１３４の相転移点は、以下の
とおりであった。

５ＬＩＩＣ１：カイラルスメクチック相、５ｔｎＡ　：
スメクチックＡ相、　　Ｃｈ：コレステリック相、　Ｉ
ｓｏ、：等労相。

こうして調製した強話電性液晶セルをクロスニコル状態
の一対の偏光板で挟持し、±１０ｖ。

５００μｓｅｃのパルス電界を印加してスイッチングを
行った。スイッチングにより得られる２つのメモリー状
態について、クロスニコルを維持しつつ一対の偏光板を
回転させ、それぞれ最暗状態が得られる見かけの分子軸
位置のラビング方向（ＳｍＡ軸）からの角度θａを測定
し、これから両基板に対するチルト角を略算した。

略算は、次のようにして行った。すなわち、ＳｍＣ”の
コーン上の分子と、スメクチック層法線のなす角をθと
すると、セルを上から見た時の分子軸の平均くψ〉は、
次式で与えられる。

この（７）式を用い、各種のｆｌとｆｚを用いて、〈ψ
〉をψ１くｚ〉とψ２（ｚ）に対し計算し、くψ〉（平
均分子軸理論により、なθａ）が見かけの分子軸の測定
値と一致するｆｌおよびｆｚ　　（すなわちψ１（ｚ）
およびψ２　（Ｚ）　）をもって界面チルト角とした。

上記のようにして形成した５種の比較セルについてのθ
ａの測定値ならびに、下ならびに上基板に対するチルト
角ｆ１、ｆｚの値を、後記実施例１〜３の結果とともに
、次表１に記す。

表　　　　１ 上記の略算に用いた平均分子＠ｌｌ理論は、比較的粗い
近似であるため、上記で得られたチルト角ｆ１、ｆ２は
絶対値として必ずしも正しくないが、上表の結果は、比
較例のセルに、おける二つのメモリー状態が、ラビング
方向に対して犬ぎく異なる分配角を与える見かけ分子軸
方向θａを示し、これがチルト角ｆ１、ｆ２の大きな差
異に相当していることは明らかである。

上記で得られた比較セルにおいては、君側のメモリー状
態が半永久的に安定であり、左側のメモリー状態は、電
界除去後、約２０〜７０ｍ５ｅｃで右側の状態に容性す
ることが確認された。

上述のようなチルト角の差異による不完全な双安定状態
が得られるのは、液晶分子に作用する基板の状態が上下
基板で不均一であるからである。

本発明者らによれば、基板の強話電性液晶に対する作用
は、ＴＮ液晶に対するそれに比べて極めて強く、はるか
に厳密な制御が必要である。例えば強話電性液晶に対す
る基板の作用に影響する因子には、以下のようなものが
ある。

（１）配向膜の材質、−軸性配向の種類（ラビング、斜
め蒸着）、 （２）ラビング材の種類、 （３）スペーサの形成等の配向膜に施される処Ｊ里　、 （４）配向膜の厚さ、 （５）ガラス基板の厚さ、等。

例えば、ガラス基板の厚さが、配向作用に影響する理由
は次の通りである。すなわち、強話電性液晶素子につい
て、良好な動作特性を得るためには、前述したように液
晶層厚が１〜５μというように薄いことが好ましい。こ
のような薄い液晶層厚を大面積にわたって安定に形成す
るためには、基板の厚さも、例えば０．２ｍｍというよ
うに薄い方が好ましい。そして、他方の基板が１．１ｍ
ｍというように、上下基板の厚さが異なる場合に、同一
のラビング装置により同一の圧力でラビング処理を行う
と、基板の可撓性の差異等によりラビング効果が異って
くると考えられる。更に上記比較例のように、露光なら
びにエツチングによりスペーサを形成する場合には、こ
れら処理の配向膜に対する影響が、片側基板にのみ働い
て、上下基板間で配向特性の差異として現われる。この
意味で、露光ならびにエツチングによるスペーサの形成
よりは、ビーズならびに繊維のような散布型のスペーサ
の方が好ましく、また、片側基板への散布よりは、両側
基板への散布の方が好ましい９本発明においては、基板
の作用に影響する上記（１）〜（５）等の要因のうち、
少なくとも（１）〜（４）が、上下基板について同一な
いし対称であることが好ましく、より好ましくは上下基
板に施される処理を可能な限り同一とする。

夫五里ユ 上下基板として、厚さが等しく０．７ａ＋ｍのガラス基
板５１ａ、５１ｂを用いたこと、上側基板にも厚さが１
０００人の５ｉ０２絶縁膜を設けたこと、上下基板につ
いて交互にストライブ状スペーサ５５ａ、５５ｂを設け
たこと、以外は比較例と同様にして液晶セルを作成した
。このセルは、±１０Ｖ、５００μｓｅｃのパルス電界
により良好なスイッチング駆動が可能であり、比較例と
同様なθａの測定ならびにｆ、、ｆ、の略算を行った結
果、前記表１に併記するように、θａは左右の両メモリ
ー状態について、ともに７°と、ラビング方向（ＳｍＡ
軸）に対して振り分けないし等角度分配となり、ｆ、、
ｆ２はそれぞれ３０”、２１０’　と略算され、上下界
面のチルト角がスメクチック層法線に対し回転対称の位
置にあることが判明した。

また、左右のメモリー状態は、電界除去後３日後におい
ても、その状態を維持した。

え五■ユ ビーズスペーサの持つ良好な対称性を利用して、上下基
板の構造上の対称性を苦干緩和した第７図に示すセルを
作成した。

すなわち、上記実施例１において、ポリイミドのエツチ
ングによるストライプスペーサの代りに、径０．７μ膣
の均一なアルミナビーズを、上下基板にほぼ同等に散布
してスペーサとしたこと；上側基板については、５ｉ０
２絶縁膜を省略したこと； を除いては同様にして、液晶セルを作成した。このセル
は、±ｔｏｖ、ｓｏｏμＳｅＣの、パルス電界により、
実施例１とほぼ同様に良好なスイッチング駆動が可能で
あり、比較例と同様なθａの測定ならびにｆｌ、ｆ２の
略算を行った結果、前記表１に併記するように、θａは
左右の両メモリー状態について、それぞれ７°および７
°と、ラビング方向（ＳｍＡ軸）に対してほぼ振り分け
ないし等角度分配となり、ｆｌ、ｆ２はそれぞれ３０°
、２１０’　と略算され、上下界面のチルト角がスメク
チック層法線に対しほぼ回転対称の位置にあることが判
明した。

また、左右のメモリー状態は、電界除去後３日後におい
ても、その状態を維持した。

上記においては、本発明の液晶セルにおいて、上下の基
板界面でのチルト角が、スメクチック層法線に対してほ
ぼ回転対称にある例（いわゆるスプレー配向）について
示した。しかし、本発明の対称処理を通じての界面チル
ト角の均一化にょる双安定性の向上は、例えばセル厚３
．８μｍ、液晶として、チッソ社製Ｃ５１０１４を用い
ることにより得られる上下基板面界面でのチルト角が界
面に対してほぼ面対称（いわゆる準ユニフォーム配向）
の場合にも適用可能である。

表」Ｌ伍」− 本実施例は、配向材料が、上下基板で異なる強誘電性液
晶セルにおいて、液晶と接する界面の表面張力（日本接
着協会誌、Ｖｏｌ、８、Ｎｏ。

３．１９７２、Ｐ　１３１〜Ｐ　１４１、Ｆｏｗｌａｅ
ｓ式の拡張と高分子固体の表面張力の評価、参照）の各
成分のうち、少なくとも、分散成分のγ６の差が上下界
面で１．５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下、あるいは、極性成分子
ｅの差が３．５ｄｙｎｅ／ｃｍ以下あるいは、水素結合
成分の差が２５ｄｙｎｅ／Ｃｍ以下であることの効果を
示す例である。

特に、上基板の配向膜５４ｂをポリエチレンオキシド、
下基板の配向膜５４ａをポリビニルアルコール（クラレ
社Ｒ２１０５）とすることを除いて、実施例２と同様に
液晶セルを作成した。このセルは±ＩＯＶ　　５００μ
ｓｅｃのパルス電界により、実施例１とほぼ同様に良好
なスイッチング駆動が可能であり、比較例と同様なθａ
の測定ならびにｆ、、ｆ２の略算を行った結果、前記表
１に併記するように、θａは左右の両メモリー状態につ
いて、それぞれ７°および７°と、ラビング方向（Ｓｍ
Ａ軸）に対してほぼ振り分けないし等角度分配となり、
ｆｌ、ｆ２はそれぞれ３０°、２１０と略算され、上下
界面のチルト角がスメクチック層法線に対しほぼ回転対
称の位置にあることが判明した。

また、左右のメモリー状態は、電界除去後３日後におい
ても、その状態を維持した。

ここで、このセルと同様に作成された上下の基板の液晶
と接する側の表面張力を実施したところ、ポリエチレン
オキシドの塗布された側は分散成分ｙ’　＝３７．１　
ｄｙｎｅ／ｃｍ、極性成分７’　＝６．３ｄｙｎｅ／ｃ
ｍ、水素結合成分子７＝３２．８ｄｙｎｅ／ｃｍ、また
ポリビニルアルコールの塗布された側はγ’　＝３７．
３ｄｙｎｅ／ｃｍ、ｙ’　　＝３．４ｄｙｎｅ／ｃｍ、
Ｔｈ　＝１３．８ｄｙｎｅ／ｃｍであった。

これに対して、液晶と接する界面の表面張力の各成分の
うち、少なくとも、γ６の差が上下界面で１．５ｄｙｎ
ｅ／ｃｍ以下、あるいは極性成分ｙｌ’の差が３．５ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ以下、あるいは、水素結合成分の差が２５
　ｄ　ｙ　ｎ　ａ　／　ｃ　ｍ以下ではないセル、例え
ば上基板の配向膜５４ｂをポリエチレンオキシド、下基
板の配向膜５４ａを高密度ポリエチレンとすることを除
いて、実施例２と同様に作成した液晶セルでは、全面が
強い単安定であった。

ここで高密度ポリエチレンの塗布された側の基板の液晶
と接する側の表面張力を実測したところ、１’　＝３５
．５ｄｙｎｅ／ｃｍ、７１１＝２　、６　ｄ　ｙ　ｎ　
ｅ　／　ｃ　ｍ　、　Ｔ　’　＝＝　１　、　’９　ｄ
　ｙ　ｎ　ｅ　７ｃｍであった。

褒ＪＪとへ愚 上記したように、本発明によれば上下基板の対称要素を
制御することにより、基板界面でのチルト角の均一化を
通じて、双安定性、ならびにメモリー特性を含む動作特
性の改善された強誘電性液晶素子が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の強誘電性液晶セルの一例（スプレー配
向）における分子配列モデル、第２図および第３図はそ
れぞれらせん構造および非らせん構造の強誘電性液晶を
用いた液晶素子の理想状態を模式的に表わす斜視図であ
る。第４図（ａ）は従来の不完全な双安定性を有する強
誘電性液晶セルの分子配列モデル、第４図（ｂ）はその
付加説明図である。第５図は比較例の液晶素子の厚さ方
向断面図である。５６図および第７図は、それぞれ本発
明の実施例にかかる液晶素子の厚さ方向断面図である。 ５１ａ、５１ｂ・・・上下基板 ５２ａ、５２ｂ・・・上下ストライブ電極５３ａ、５３
ｂ・・・上下絶縁膜 ５４ａ、５４ｂ・・・上下配向膜 ５５ａ、５５ｂ・・・上下ストライブスペーサ５６・・
・強誘電性液晶 ５７・・・ビーズスペーサ ｆ□、ｆ２・・・上下基板界面におけるチルト角第１図 第２図 と５ 第３図 第４図 （準安定）（安　定） 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれ電極を有する一対の基板間にカイラルスメ
   クチック強誘電性液晶を挟持してなる液晶素子において
   、それぞれの基板との界面における液晶分子の長軸方向
   の基板面からの傾き角が等しいことを特徴とする強誘電
   性液晶素子。 ２、一対の基板との界面における液晶分子の長軸方向が
   スメクチック層法線を軸として互いに回転対称の位置に
   ある特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。 ３、一対の基板に同一の配向処理が施されている特許請
   求の範囲第１項記載の液晶素子。 ４、前記一対の基板間の間隙を設定する手段を有し、且
   つ該手段が該一対の基板に対して同等に付与されている
   特許請求の範囲第１項に記載の液晶素子。 ５、一対の基板に施した配向材料が互いに異なり、液晶
   と接する基板界面の表面張力の各成分のうち、一対の基
   板間で、少なくとも、分散成分子ｄの差が１．５ｄｙｎ
   ｅ／ｃｍ以下、あるいは、極性成分γ＾Ｐの差が３．５
   ｄｙｎｅ／ｃｍ以下、あるいは水素結合成分の差が２５
   ｄｙｎｅ／ｃｍ以下である特許請求の範囲第１項に記載
   の液晶素子。