JPS6388521A - 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、液晶表小素ｆや液晶−光シャッタ等て用いる
液晶素ｒ、特に強誘電性液晶を用いた液晶素ｆに関し、
更に詳しくは液晶分子の初期配向状態を改みすることに
より、表示特性を改汲した液晶素ｆに関する。

（従来の技術） 従来、強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用して偏尤
素ｒ−との組み合わせにより透過光線を制御する型の表
示素ｆがクラーク（Ｃ１ａｒｋ　）およびラガーウすル
（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭
５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６７９２４
号明細δ等）。この強誘電性液晶は、一般に特定の温度
域において、カイラルスメチック液晶（ＳｍＧ”）また
はＨ相（Ｓｍｉｔ”）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採り、ｆｌ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ｆとしての広い利用が期待さ
れている。

この双安定性を４１する液晶を用いた光学変調素ｆが所
定の駆動特性を発揮するためには、一対の・Ｆ行用板間
に配置される液晶が、電界の印加状態とは無関係に、■
、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。例えば、５ａ
ａＣ”またはＳｍ１１９相を存する強誘電＋１を液晶に
ついては、ＳｒｍＣ″またはＳｍ１１１相を有する液晶
分子−相が基板面に対して重置で、従って液晶分子一軸
が基板面にほぼ７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、般にラビ
ング処理や斜力蒸着処理等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、その殆どが双安定性を示さ
ないらせん構造を打する強誘電性液晶に対するものであ
った。例えば、ヨーロッパ公開特許第９１６５１　号公
報や特開昭６０−２３０６：１５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態ドで強
誘電性液晶をラビング処理したポリイミド、ポリアミド
またはポリビニルアルコール膜によって配向制御するも
のであった。

しかしながら、前述した如きの従来の配向制御膜をクラ
ークとラガーウす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、）述の如き問題点をイｆしていた。

（発明か解決しようとする問題点） すなわち、本発明者等の実験によれば、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θ（後述の第３図に示す角度θ）がら
せん構造を有する強誘電性液晶でのチルト角ｅ（後述の
第２図に示すＥ角錘の頂角の局の値である角度ｅ）と比
べて小さくなっていることが判明した。特に、従来の配
自制外膜によって配向させて得た非らせん構造の強誘電
性液晶でのチルト角Ｏは、一般に数度程度でその時の透
過率はせいぜい３〜５％程度であっｔこ。

この様に、クラークとラガーウォ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でのチルト角がら
せん構造を（ｊ″する強誘電性液晶でのチルト角と同一
の角度を存するはずであるが、実際には非らせん構造で
のチルト角θの方がらせん構造でのチルト角ｅより小さ
くなワている。即ち、チルト角θが最大チルト角ｅを採
る為には、液晶分子の配向か第４図に示すユニホーム配
向状態となっている必要があるが、実際には第５図に示
す様に隣接する器々の液晶分子−がねじれ角αでねじれ
て配向している“１■に原因するスプレィ配向状態とな
っている為に、劃−分に大きいチルト角θを形成する事
ができない問題点があった。また。

スプレィ配向状態Ｆの液晶素ｆ−は、第７図に示′１−
様なパルス信号に対する光学応答特性を示し、この光学
応答特性がマルチブレクシング駆動を行った時の表示画
面でのちらつきの原因となる問題点かあった。

従って、本発明の［ｌ的は、前述の問題点を解決′１−
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、こねによって画素シャツタ開［１時の透
過率を向トさせた液晶ふｒを提供することにある。

また、本発明の別の［１的は、マルチブレクシフグ駆動
時の画面にちらつきを生じない液晶素子を提供すること
にある。

以りの［Ｉ的は以ドの本発明によって達成された。

（問題点を解決するための丁段） すなわち、本発明は、一対の７行基板と、註−対の・Ｙ
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、１１イ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配
向制御膜を（Ｊし、該配向制御膜かＦ記の一般式（Ｉ）
、（ＩＩ）または（ｍ）で示される噴量体構造単位を含
（ｆするポリ不飽和脂肪酸誘導体の単分子膜または単分
子−脱索１１１膜から成ることを特徴とする液晶素子で
ある。

式中、Ｘは、長ＪｎアルキルＪ、（またはそのフッ素置
換体を（１する一級、二級若しくは二級アミンである。

また、ｎは０≦ｎ≦１であり１ｍは０≦ｎ≦２であり、
１１゜つｎおよびｍは該ポリ不飽和脂肪酸誘導体の高分
子構造中に含まれる詠アミンの総数を不飽和脂肪酸誘導
体のＱｌ　ｉｉｔ体？体位１位数で除した数値である。

Ｒ，−Ｒ，は水素Ｌ’ｉ、　ｆ、ハロゲン原ｆ、アルキ
ル基、アミド基、イミド基等の置換基を示す。

次に本発明を更に詳細に説明すると、本発明によりば、
特定の配向制御膜を用いることによって、第４図に示す
ユニホーム配向状態の強誘電性液晶素ｔを実現すること
ができ、これに伴ない第６図に示す様なパルス信壮に対
する光学応答特性を示し、マルチブレクシフグ駆動時の
画面にちらつきを生じない液晶素ｆを提供することがで
きる。

本発明で用いる特定の配向ル制外膜は、アクリル酸くこ
の語は本明細、１）においてはアクリル酸およびメタク
リル酸の双方を、０味する）の甲−独ｆｉ合体またはア
クリル酸、マレイン酸またはフマル酸と他のコモノマー
との共重合体またはこわらの混合物あるいはそれらのア
ミン錯体（以ドボリ不飽和脂肪酸誘導体という）によっ
て形成するがとができ、このような配向ホ制御膜を使用
することによ７て前述−したユニホーム配向状態の強誘
電性液晶素ｆを提供することができる。

更に本発明名等は係るポリ不飽和脂肪酸話４体を中分子
膜または乍分子脱索禎膜にして配向制御膜を形成するこ
とにより、大面積にわた７て一様珪つ均一な液晶の配向
制御が可能となることを見い出した。

次に本発明を本発明の一実施例を図解的に示す添付図面
を参照して更に具体的に説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の液晶ぶ
ｆの実施態様を示す断面図である。第１図（ａ）に示す
液晶ふｆは、一対の・ｒ行装置したＦ基板１１ａおよび
下基板１１ｂと、それぞれの基板に配線した透明型ＪＪ
ｉ１２ａと　１２ｂとを備えている。１一基板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つの安定状態を有す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＋２ｂとは、強誘電性液晶１
３をマルチブレクシング駆動するために、それぞ打スト
ライブ形状て配線さｆｌ、１１．つそのストライブ形状
か７７いに交差させて配置されていることか好ましい。

第１図（ａ）に示す渣晶素ｆでは、基板１１ａと１１ｂ
にそれぞれ前述したポリ不飽和脂肪酸誘導体の中分子膜
または中背Ｆ膜累積膜から形成した配向制御膜１４ａと
　１４ｂとか配置されている。尚、係るポリ不飽和脂肪
酸誘導体の乍分子膜またはｍ分子膜累積膜を製造する方
法としては、１．１．ａｎｇｍｕｉｒらが開発した、１
．ａｎｇｍｕｉｒ−Ｂ　ＩｏｄｇｃＬＬ法（以ＦＬＢ法
と略す）を利用する１１が望ましい。

また、第１図（ａ）に示す液晶素Ｙ−で用いた配向ル制
御１１Ｑ１４ａと１４ｂとのうち一力をポリ不飽和脂肪
酸誘導体の中１分子膜または申分子膜累積膜とし、何れ
か他方をポリ不飽和脂肪酸誘導体以外の配向ル制御１１
ＳＩとすることも＝Ｔ能である。この際に用いる他の配
向↓り外膜としてポリイミド、ポリアミドあるいはポリ
ビニルアルコールで形成した被膜とすることができる。

また、第１図（ｂ）に丞す様に、本発明では、第１図（
ａ）の液晶素子で用いた配向制御膜＋４ｂの使用を省略
することも可能である。

本発明では、前述した配向量ＤＩＪ膜＋４ａと＋４ｂに
一軸性配向軸を付惺することができる。この一軸性配向
軸は、好ましくはラビング処理によって付学することが
できる。この際、前述した一軸性配向軸を互いにＶ打方
向とすることができるが、互いに交差させることもＩＩ
Ｔ能である。

本発明の素子の配向制御膜１４ａと１４ｂとに用いられ
るポリ不飽和脂肪酸誘導体（Ｉ）〜（ＩＩ＋）は、トー
記式（ｒＶ）〜（Ｖｌ）に示す構造学位を有する前駆体
と、−級、二級若しくは一三級アミンとを適宜混合する
ことにより筒中に得られる。

Ｔ（、Ｒ２ ｃｍｃ　　　　（Ｖ） ＣＯＯＩＩ　　Ｃ０ＤＩ＋ 式中の口、〜Ｒ３は前記と同、０義である。

１−記（ｒＶ）〜（Ｖ’ｌ）を形成する好ましい不飽和
脂肪酸の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、
α−フルオロアクリル酸、α−アセトアミドアクリル酸
、α−フタルイミドアクリル酸、クロトン酸、マレイン
酸、フマル酸等が挙げられ、こわらの’１ｉ晴体から得
られるポリ不飽和脂肪酸は１１’ｌ独１［合体でも、そ
れら同［の共重合体でも、史に、スチレン、酢酸ビニル
、塩化ビニリデン、アリルアミン、ビニルピリジン、（
メタ）アクリル酸エステル、ビニルエステル等のコモノ
マーとの共重合体でもよい。

上述の１１「１駆体（ＴＶ）〜（Ｖｌ）と組み合わせら
れるアミン類はド記一般式（■）で表わされる。

式中Ｒ４の部位は、炭素数４〜３０の直鎖炭化水ぷ鎖て
あり、その一部に不飽和結合を（１してもよいが、々ｒ
ましくは飽和炭化水ぶ鎖である。また、係る炭化水素鎖
を構成する炭素の数は、好ましくは１６〜２０である。

Ｆ述の炭化水Ｊ’＝　Ｓｎを構成する水素原ｆ−の一部
または全てをフッ素原子に置換してもよく、全てをフッ
素環ｆに置換した場合の炭素の数は好ましくは４〜１０
である。

式中Ｒ５およびＲ６は、水素原ｒ、メチル基、エチル基
の何れかから選ばわ、こわらのＲ５とＲ６は同一でも異
ってもよい。

これらのアミン類と前記前駆体（ＩＶ）〜（Ｖｌ）との
量論比ｎ［式（Ｉ）中のｎ］またはｍ［式（ＩＩ）また
は（ＩＩＩ）中のｍ］はそれぞれＯ≦ｎ≦１またはＯ≦
ｍ≦２の範囲から選ばれるが、下記ポリ不飽和脂肪酸誘
導体の単分子膜または用分子゛脱索Ｍ　ＪＩＳ！の製造
−Ｆからはｎ＝１．１≦ｍ≦２である慣が好ましい。尚
、ｍ＝ｏまたはｍ＝ｏである場合の四分７膜または単分
子膜累積膜を得るには、−・度長鎖アルキルアミンを含
有する四分７膜または中分子Ｉ′ｌ！２累積膜（従って
、Ｏ＜ｎ＝１または０＜ｍ＝２）を恰成後にかかる膜を
酸性溶媒、例えば、ｎ−ヘキサジの１％（１Ｔｃｒｔｌ
：　）酢酸溶液等で処理し、詠ＲＪｎアルキルアミンを
溶解除去することにより得られる。

また、共重合体の中分子膜またはζＦ分子膜累積膜もＬ
述と同様なｈ法に従って作成されるが、噴分子ｉｌＱま
たは中分子ｌ摸累槓ｌ摸の製造トの点からは構成中−量
体の比率は１１１ｆ記必須の単ｆｉｔ体１モルに対し他
の弔星体１モル以ドであるのが好ましい。

以ト述べてきたポリ不飽和脂肪酸誘導体のｑｔ分子膜ま
たは単分子膜累積膜から成る被ＩＩＱで配向制御膜＋４
ａと１４ｂとを形成するが、これらの配向制御膜に絶縁
膜としての機能をもたせることが可能で、通学２０〜１
００人度、好ましくは２０〜１００人の範囲の膜がで形
成される。

次に、本発明の液晶Ｊｆ−に用いられる−・対の平行基
板の面に対して重重な複数の層を形成している分子の配
列を有する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とはＩ
ｎ２Ｏ，、ＳｎＯ２またはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｃｎａ　Ｔ
ｉｎ　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り層２２がガ
ラス基板面に対して垂直な層となるように配向したＳ＋
ｏ（：”（カイラルスメチック液晶）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曲
ｆ−モーメント（ＰＩ）　２４を（ｆしている。この時
のニー角錘の頂角をなす角度が、かかるらせん構造のカ
イラルスメチブク相でのチルト角ｅを表わしている。基
板２１ａと２１ｂ−Ｙの′ａ補極間一定の閾（／ｉ以ト
の電圧を印加すると、液晶分子−２３のらせん構造がほ
どけ、双曲ｆモーメント（ＰＩ）　２４はすべて電界方
向に向くように液晶分子２３の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１元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。

本発明の好ましい共体例では、無電界時に少なくとも２
つの安定状態、特に双安定状態をｈ′する第３図に示す
強請電性液晶素ｆ＝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１μｍ）
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Ｙのらせん構造はほどけ、非らせん構造となり
、その双曲ｒモーメントＰａまたはｐｂはト向き（３４
ａ）またはＦ向き（３４ｂ）のどちらかの状態を採り、
双安定状態が形成される。このようなセルに第３図に示
す如く一定の閾値風［２の極性の兄なる’４　ｓ　Ｅ　
ａまたはＥｂを付（ｊすると、双曲ｆモーメント電界Ｅ
ａまたはＦ、ｂは電界ベクトルに対応してＬ向き３４ａ
またはＦ向き３４ｂと向きを変え、それに応して液晶分
子は第１の安定状態３３ａかあるいは第２の安定状態３
３ｂ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％がチルト角θに相当している。

このような強請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、応答速度か極めて速いこ
と、第２に液晶分Ｙ−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、この状態では電界を切っても安定である
。また、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。

また、′ｉ、える電界Ｅａが一定の閾値を越えない限り
、それぞわ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
イｆ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、０．５μｍ〜２０μｍ、特
に１μｍ〜５μｍ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、クラークとラガーウォルにより、米国特
許４３６７９２４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、例えば、 ｐ−デシロキシヘンシリデンーｐ′−アミノ−２−メチ
ルブチルシンナメート ｐ−へキシロキシヘンジリデンーｐ′ーアミノ−２−ク
ロルプロピルシンナメート（　ＩＩＯＢＡｃＰｃ　）、
ｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２ーメチ
ルブチルーα−シアノシンナメート（　ＤＯＢ八ＭへＩ
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（ＴＤＯＢＡ
ＭＢＣＣ　）、 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（ＯＯｎＡＭＢ
ＣＣ）、 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−メチルシンナメート、４、４′−ア
ゾキシシンナミックアシッド−ビス（２−メチルブチル
）エステル、４−ｏ−（２−メチル）プチルレゾルシリ
デンー４′ーオクチルアニリン、 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−オクチ
ルオキシフェニル−４−（２“ーメチルブチル）ビフェ
ニル−４′−カルボキシレート、 ４−へブチルフェニル−４−（４″−メチルヘキシル）
ビフェニル−４′−カルボキシレート、４−（２″−メ
チルブチル）フェニル−４−（４″ーメチルヘキシル）
ビフェニル−４′−カルボキシレート等を挙げることが
でき、これらは！…独または２種以ト組合せて用いるこ
とができ、また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。

また、本発明では強誘電性液晶としてカイラルスメチッ
ク相を用いることができ，具体的にはカイラルスメチッ
ク液晶（ＳｒＢｃ’）　、　Ｈ相（Ｓｍｌｌ”）、Ｉ相
（Ｓａｉｌ”）、に相（　ＳｍＫ　”　）またはＧ相（
　ＳｍＧ　”　）を用いることができる。

第４図は、強誘電性液晶素Ｙの電圧無印加時におけるユ
ニホーム配回状態を模式的に表わした断面図で、第６図
はその際のパルス信号に対する光学応答特性を表わして
いる。すなわち、第４図は第３図に示すＡ数のカイラル
スメチック液晶分子−で形成した垂直層３２の法線方向
から見た断面図で、第４図中の４１は３図に示す液晶分
子３３ａまたは３３ｂの前述の垂直層３２への写影（Ｃ
−ブレフタ）を表わし、４２は前述の垂直層３２に対す
る液晶分子３３ａまたは３３ｂの先端部を表わしている
。従って、第４図によれば垂直層３２内の液晶分子は互
いに実質的に！Ｙ行に配向した状態を採り、チルト角θ
を最大チルト角θに近ずけることができる。この状態を
ユニホーム配回状態という。

これに対し、第５図は第４図と同様のｈ法で垂直層３２
内の液晶分子の配列状態を表わしたものである。第５図
からｉｌｌる様に垂直層３２内の液晶分子４１の先端部
４２が垂直層の層厚方向に円周に沿って回転している。

従って、Ｊ！板２１ａと２１ｂとに隣接−４−る液晶分
子−は、互にｔ行とはなっておらず、垂直層３２内の液
晶分子は基板２１ａから２１ｂに向けて連続的にねしわ
た状態で配向していることになる。この様な配向状態を
スプレィ配向状態という。

このスプレィ配向状態は所定の電圧が印加された状態ト
ーでは、第４図に示すユニホーム配向状態を採るが、−
μ印加電圧を遮断し、メモリー状態とした時に第５図に
示すスプレィ配向状態に戻ることが判明した。従７て、
スプレィ配向状態では第７図に示す様に電圧印加状態ド
では、ユニホーム配向状態に基ずく高い透過率の光学特
性を示すが、電ｒ［＠印加時ではチルト角θが小さい元
のスプレィ配向状態に戻ってしまうため、これに基ずく
低い透過率の光学特性となっている。

これに対し、第４図に示すユニホーム配向状態では、眞
述したスプレィ配向状態を採らないことから、第６図に
示す様に印加電圧遮断時のメモリー状態トでも電圧印加
時の高い透過率特性をそのまま維持することができる。

すなわち、第６図では電圧１０■、パルス幅５００μｓ
ｅｃのパルス６２を印加した時の透過率曲線６１を表わ
しているか、電圧Ｏｖのメモリー状態Ｆでもパルス印加
時の透過率を維持していることが判る。第７図では同様
の電圧１０Ｖ、パルス幅５００μＳｅＣのパルス７２を
印加しｔ：時の透過率曲線７１を表わしている。この透
過率曲線７１　ｋｍよれば、パルス印加には高い透過率
となっているため、これが駆動時のちらつきの原因とな
っている。更に、電圧Ｏｖのメモリー状態上では透過率
が急激に低下しているため、これが表示画面での暗さの
原因となっている。

本発明の好ましい其体例では、強誘電性液晶が第４図に
示すユニホーム配向状態を採るうえで交流印加前処理が
１１幼である。この交流印加１１ｆ１処理により、＋ｉ
７ｒ述したチルト角θをらせん構造でのチルト角ｅ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。この際に用いる交流としては、電圧２０〜５００
ｖ、好ましくは３０〜１５０ｖで周波数ｔｏ〜５００Ｈ
ｚ、好ましくは１０〜２００１＋ｚを用いることができ
、その印加時間を数秒〜１０分間程度で交流印加前処理
を施すことができる。また、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き込み
を行うＯｆの段階で行われ、好ましくはかかる液晶素ｆ
を装置に組み込み、かかる装置を操作する時のウェイト
タイムで航述の交流印加ｉｆ処理を行うか、あるいはか
かる液晶素ｆ−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１１１処理は、印加前のチルト角θがら
せん構造でのチルト角ｅと同程度にまで増大させたチル
ト角とすることができ、しかも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を維持すること
ができる。

また、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／ｃｒｎ’以に二、
好ましくは１０　ｎｅ／ｃｒｎ’　〜３００　ｎｅ／ｃ
ｔｎ”　；　ｎｃはナノクーロンを示すｍ位である）に
対して有効である。この自発分極は１００μセルでＥ：
角波印加法６により測定することができる。

ゝジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィ
ジックス（、Ｉａｐａｎｃｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ　）　２２（１０）号
、　６６１〜６６３貞（１９１１３年）に掲載されたケ
ー・ミャサト（に、帽ｙａｓａｔｏ）らの共著の“ダイ
レクト・メソッド・ウィズ・トライアングラ−・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　ｗｉ
ｌ、ｈ　Ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ　Ｗａｖｅｓ　　ｆｏｒ
Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　５ｐｏｎＬａｎｅｏｕｓ　Ｐｏ１
ａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｆｅｒｒｏ−ｅｌｃｃＬｒ
ｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　ＣｒｙｓＬａｌ　”　）による。

（実施例） 以ド、本発明をｊｔ一体的な実施例および比較例を挙げ
て説明する。

実施例１ Ｆ２式（■） ＯＯＨ に示す構造中２位を１１゛する前駆体（ポリメタクリル
酸）をエタノールに溶かした（ｔ！５度：ｌＸｌ０−’
Ｍ）。次にアイコシルーＮ、Ｎ−ジメチルアミンのベン
ゼン溶液（濃度：ＩＸｔＯ”’Ｍ）と前記ポリメタクリ
ル酸溶液とを混合し１式（ＩＸ）に示すポリメタクリル
酸誘導体？調製した。

にＩ＋。

玉ＣＩｌ、Ｃ：）− ｃｏｏＯ（■） 次に、係る誘導体のエタノール−ベンゼン溶液を２０℃
の純水１、に展開し、溶媒を蒸発除去後、水面を横方向
に表面圧が２００ＩＮ／＋１になる迄圧縮し、下記誘導
体の申−分子一膜を水面上に形成せしめた。次にこの表
面圧を保ったまま、ｆめ水中に浸れゴしておいたＩＴＯ
膜（１０００人厚）付きガラス基板（０，７關厚）を水
面を横切る方向に弔直に速度３＋＋ｕｏ／＋ｓｉｎ、で
引き１．げ、水面上の乍分子−膜を下記１ＴＯＩ’ｕ付
きガラス基板１に移し取った（膜厚約２５人）。更に係
る基板を速度３ｍｍ／ｗｉｎ、で水面を重直に横切る形
で浸ｔ＋１および引きＬげを繰り返し、［、記ポリアク
リル酸誘導体の中分子膜を３層および５層に累積したも
のも作成した（丼々の膜厚は約７５人および１２５人）
。

この様にして形成した下記誘導体の＠　３）　ｆ’膜ま
たは中分子膜累積膜から成る被膜には、アセテート植を
布によるラビング処理がなされ、その後、イソプロピル
アルコール液で洗浄し、γ均粒径約１μｍのアルミナビ
ーズを一方のガラス板上に散ノ＋ｉした後、それぞれの
ラビング処理軸が互いに平行となる様に２枚のガラス板
を市ね合せてセルを作成した。

このセルのセル厚をベレック位相板（位相差による測定
）によって測定したところ、約１μｍであ７だ。このセ
ル内にチッソ■社製のｒＣ５−１０＋１４（商品名）を
等方相下で真空注入してから、等方相から０．５℃／ｌ
＋ｒ、で６０℃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６０℃で行フた。

尚、前述した「Ｃ３−ｔｏｌｌ　Ｊの相変化は、下記の
とおりであった。

５６℃　　　　７８℃　　　９４℃ ５ＩＩＩＣ”　　φ　　５ＩＩＩＡ　　Φ　　ｃｈ　　
φ　　ｌｓ。

５３℃　　　　７６℃　　　９０℃ （Ｓｎ＋＾　；スナクチックＡ相、Ｃｈ：コレステリッ
ク相、Ｉｓｏ　Ｈ等方相を示す。） 直行ニコルＦでこのセルを観察すると、−様で欠陥のな
い非らせん構造のカイラルスメチック液晶を形成したモ
ノドメインが得られていた。

次いで、１−述した液晶セルに電圧７０Ｖで周波数７０
１１ｚの高電界交流を約１分間印加した（交流印加１１
１１処理）。この時のチルト角θを測定したところ、１
８°であった。

このチルト角θは、液晶セルにパルス電界（１０■、５
００μｓｅｃ　）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、直行ニコルトて液晶セルを
回転させながら透過光ｌか最も低くなる最暗状態となる
位置を見つけ、次に、餌のパルスと逆極性のパルス電界
（−１０Ｖ、５００μｓｅｃ　）を印加することによっ
て、もう一方の安定分Ｙ−配列状態に転移させて明状態
とした後、］」び液晶セルを回転させて酸１１３状態と
なる角度を見つけることによって測定することができる
。この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２つの状態の
間の角度がチルト角２θに相当している。

本実施例の液晶セルは、１週間以上の期間にわたってチ
ルト角１８°を維持することが判明した。

以上の結果はポリメタクリル酸誘導体の膜厚、すなわち
ｍ分Ｆ膜の層数（１〜５層）の如何にかかわらず得られ
た。

また、本実施例の液晶素ｆを下記の駆動条件でマルチブ
レクシング駆動したところ、ちらつきのない表示画面か
形成されていた。

駆動条件 （１）第１ステップ：全走査線にパルス幅５００μｓｅ
ｃ、電圧ｔＯＶの信号 および全（ｃＥ号線にパルス幅 ５００μＳｅｃ　、電圧−５■ の信号を一時に印加する。

（２）第２ステツプ二走査選択信号としてパルス幅５０
０μｓｃｃ、電圧ｌＯ Ｖを使用し、この信号を順 次走査線に印加し、この走 査選択信号に同期させて、 パルス幅５００μｓｅｃ、電 圧−５ｖの信号を選択的に 信号線に印加する。

実施例２ 実施例１でＩＴＯガラス基板上にポリメタクリル酸誘導
体の単分子−膜および３層、５層の単分子１ｇｉ累積膜
を作成後、ｎ−ヘキサンの１重量％酢酸溶液に６分間浸
漬し、アイコシルーＮ、　Ｎ−ジメチルアミンを除去（
膜厚は、それぞれ５，１５および２５人）した以外は、
実施例１と全く同様の方法で液晶セルを作成し、実施例
１と同様の交流印加前処理を行った。

その時のチルト角θは１８．５°であり、１週間放置後
のチルト角θは１８．０°であった。

実施例３〜８ 実施例１または２のポリメタクリル酸誘導体に代えて、
丁記第１表のポリ不飽和脂肪酸誘導体を使用し、その他
は、実施例１または２と全く同様の方法で液晶セルを作
成し、実施例１または２と同様の交流印加面処理を行っ
た。

その時のチルト角θおよび１週間放置後のチルト角θを
測定した。これらの結果を第１表に示す。

γ、　　１　− Ｘ旅桝ｌ ｌｋ体’ＩＬｍＬ　’α−フタルイミドアクリル酸Ｘ　
；　Ｃ１１３（ＣＩｌ□）　１７８　（Ｃ１１３）　２
旦；！ 匹分ヱ股Ω届１：１ 也仄昨Ω±及上角旦：１８．Ｏ。

一′　ゴ゛　の１１ｚ′のル　θ： １７４５゜ 犬五孤４ 免址体構込：α−フタルイミドアクリル酸と酢酸ビニル
とをモル比１：１で共重合 Ｘ；無［成膜時にＣｌｌ＋　（ＣＨ２）　１７Ｎ　（Ｃ
Ｈ３）２を使用し成膜後除去］ 旦；０ １水ヱ股座届１：３ 也仄膨の±ｙ上舊亙、１８．Ｏ。

一′　１　〒　　の１゛１１′のチルト　θ；１７．５
゜ 叉五例玉 ＩＬ体構Ｌ：メタクリル酸とスチレンとをモル比ｌ：１
で共重合 Ｘ　；　ＣＨ３（Ｃ１ｆ□）＋、ＪＮ（Ｃ１１３）ｚｎ
：１ 態欽土朦Ω壺１：１ １層時ΩＬ歩１舊ヱ；ｔａ、Ｏ。

′　Ｅ　ｔ　　のＶＩｉＪＡ′のチルト　θ：１７．５
” Ｘ床例ｊ 態址体構込；クロトン酸 Ｘ　；　ＣＩ＋３　（ＣＩ＋２）　Ｉ　！ＩＮ　（Ｃ１
１３）　２ｎ；１ 匹水ヱ股ｐ増１：３ 忙灰時Ω±酉上血ｅ；ｔａ、ｏ” ”’＋ＬｒＪ＋１”ｉ　　埋（７）　１　’Ｍｌｆｊ’
　（７）ｆ　ルト（ｅ　：１８．０＠ 火へ例ユ １址体構込；フマル酸とスチレンとをモル比ｌ：１で共
重合 Ｘ　、　ＣＩ＋、（ＣＩ＋□）＋５Ｎ（ＣＩＩ＋）ｚｍ
；２ １汰り股辺爵】：１ １處昨ΩＬ及上血旦、１８．０゜ “−シ「１川勤　、の１′　１１′のチルトｆθ：１８
．０６ 実施例Ａ 匹址体構込：マレイン酸とスチレンとをモル比１：ｌで
共重合 Ｘ　；　Ｃ１ｌ：ｌ　（（：ｌ＋２）　＋　ｓＮ　（に
１１３）　２工・２ 里労ゴ」幻ユＭ蔦：１ 也底湯１リソヒヒ魚旦、１８．０” 交梳旦ゆ桶川　理の１°　Ｊのチルト　旦：１８、０゜ これらの丼液晶セルを実施例１と同様のマルチブレクシ
ング駆動によって表示画面を形成したが、交流印加前処
理の１週間後であっても何れもｉ’Ｆき込み時のちらつ
きは認められなかった。

比較例１ 実施例１の液晶セルを作成した時に用いたポリメタクリ
ル酸誘導体の単子膜または中分子−脱索積膜を、ポリイ
ミド樹脂（３，３′、４．４’　−ジフェニルテトラカ
ルボン酸無水物とＰ−フェニレンシアミンとを１：１の
モル比で脱水縮合反応させて得たポリイミック酸誘導体
の３．５重量％Ｎ−メチル−２−ピロリドン液による塗
布膜を親水閉環させて形成したポリイミド）に代えた以
外は、実施例１と全く同様の方法で液晶セルを作成し、
実施例１と同様に交流印加前処理を行った。

この時の液晶セルのチルト角θを測定したところ８゛で
あった。また、この液晶セルな実施例１と同様のマルチ
ブレクシング駆動によって表示画面を形成したか、−）
き込み時にちらつきが発生していた。

（発明の効果） 本発明によれば、増大ｌノだチルト角を得ることができ
るユニホーム配向状態の強誘電性液晶を実現することが
でき、しかもこのユニホーム配向状態を長期間にわた７
て安定的に雑持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の液晶素ｆ
の実施態様を示す断面図、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ｆ−を模
式的に表す斜視図、第４図はユニホーム配向状態を模式
的に表す断面図、第５図はスプレィ配向状態を模式的に
表す断面図、第６図はユニホーム配向状態での光を応答
特性を表す特性図および第７図はスプレィ配向状態での
光学応答特性を表す特性図である。 １１ａ　Ｈ上基板　　　　　　ｕｂ：Ｆ基板１２ａ、１
２ｂ　；透明電極　　　１３；強誘電性液晶１４ａ、１
４ｂ　：配向制御膜　　２１ａ、２１ｂ　；基板２２：
液晶分子層　　　　　２３；液晶分子２４；双極Ｙ−モ
ーメント　　３２：垂直層３３ａ；第１の安定状態 ３３ｂ；第２の安定状態 ３４ａｇｌ向き双極ｆモーメント ３４ｂ；Ｆ向き双極ｆ−モーメント θ；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、Ｉ：ｂ　　；’屯界 ４１：液晶分子の垂直層への写影（Ｃ−ブレフタ）４２
：垂直層に対する液晶分子の先端部６１：ユニホーム配
向状態の透過率曲線６２．７２　、パルス ７１ニスプレイ配向状態の透過率曲線 第１ＣＬ図 第１ｂ図 ２ｂ 第２図 、２１工 第４図 トーー　−−Ｈ ←−← ヒー　−− ｌ　　　　←　← 第５図 ソ　　　　　＼ 上　　　　　　　　　々、

Claims (8)

【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配向制御膜を有し、該配向
   制御膜が下記の一般式（ I ）、（II）または（III）で
   示される単量体構造のいずれか１つを有するポリ不飽和
   脂肪酸誘導体の単分子膜または単分子膜累積膜から成る
   ことを特徴とする液晶素子。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（III） （式中、Ｘは、長鎖アルキル基またはそのフッ素置換体
   を有する一級、二級若しくは三級アミンである。またｎ
   は０≦ｎ≦１でありｍは０≦ｍ≦２であり且つｎおよび
   ｍは、該ポリ不飽和脂肪酸誘導体の高分子構造中に含ま
   れる該アミンの総数を不飽和脂肪酸単位の総数で除した
   数値である。Ｒ＿１〜Ｒ＿３は水素原子、ハロゲン原子
   、アルキル基、アミド基、イミド基等の置換基を示す。 ）
2. （２）ポリ不飽和脂肪酸が一般式（ I ）で表わされる
   アクリル酸誘導体の単独重合体またはアクリル酸誘導体
   とスチレン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アリルアミ
   ン、ビニルピリジン、アクリル酸エステルまたはビニル
   エステル等のコモノマーとの共重合体である特許請求の
   範囲第１項記載の液晶素子。
3. （３）ポリ不飽和脂肪酸が一般式（II）または（III）
   で表わされるマレイン酸誘導体またはフマル酸誘導体と
   スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アリルアミン
   、ビニルピリジン、アクリル酸エステルまたはビニルエ
   ステル等のコモノマーとの共重合体である特許請求の範
   囲第１項記載の液晶素子。
4. （４）配向制御膜が一軸性配向軸を有している特許請求
   の範囲第１項記載の液晶素子。
5. （５）一軸性配向軸がラビング処理によって付与された
   配向軸である特許請求の範囲第２項記載の液晶素子。
6. （６）強誘電性液晶がカイラルスメチック相である特許
   請求の範囲第１項記載の液晶素子。
7. （７）強誘電性液晶が無電界時に少なくとも２つの安定
   配向状態を示す液晶である特許請求の範囲第１項記載の
   液晶素子。
8. （８）強誘電性液晶が非らせん構造のカイラルスメチッ
   ク液晶であり、そのチルト角が１８°以上である特許請
   求の範囲第１項記載の液晶素子。