JPH01280723A - 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】 〔技術分野〕 本発明は、表示素子、ライトバルブ、光シヤツター、光
メモリーなどの用途を有する液晶素子に関する。

〔従来技術〕

強誘電性液晶を用いた液晶表示素子、液晶シャッター、
液晶ライトバルブ、光情報処理用スイッチング素子、光
メモリーなどの液晶素子では、液晶を一方向に優先的に
配向させる必要がある。この配向処理はこれらの液晶素
子の品質に大きな影響を与えることから多くの研究がな
されている。

液晶の基板表面での配向状態には、基板面に平行に配向
するホモジニアス配向と、基板面に垂直に配向するホメ
オトロピック配向とに大きくわけられる。

実際の液晶は、このように配向された強誘電性液晶に電
界などを印加することにより、液晶の配向状態を変化さ
せ、複屈折、２色性等を利用して、光の０Ｎ−ＯＦＦを
行う。

従来の液晶の配向方法としては、無機物の斜方蒸着、シ
ランカップリング剤塗膜や有機高分子塗膜のラビングな
どが知られているが、いずれも満足のいくものではない
。無機物の斜方蒸着はバッチ処理のため時間がかかり、
生産性が悪い。また、シランカップリング剤の塗膜をラ
ビングする方法は、信頼性に乏しい。さらに、有機高分
子塗膜をラビングして配向膜とする方法では、一般に耐
熱性の悪いものが多い。耐熱性が良好で広く用いられて
いるポリイミドの場合では、均質なモノドメインを得る
ことは困難であり、また駆動時のコン１−ラスト比が小
さく、更には、双安定性が悪く高速応答性が低下すると
いう難点がある。

また、一般に従来公知の強誘電性液晶は機械的強度に劣
り、衝撃力を加えると破損するといった難点を有する。

〔目　　的〕

本発明は、特定の配向膜を用いることにより、液晶、特
に強誘電性液晶の配向性を改良し、均一なモノドメイン
状態の配向性を示すと共に駆動時のコントラス１〜比が
大きく、良好な双安定性を有し、かつ優れた機械的強度
を有する液晶素子を提供することを目的とする。

〔構　　成〕

本発明によれば、対向する一対の基板の内側に各々電極
及び液晶を配向させる配向層とを有し、その間に強誘電
性液晶層を設けてなる液晶素子において、配向層を形成
する成分として液晶状態を呈する温度が」二足強誘電性
液晶が等労相に転移する温度よりも高い液晶性高分子化
合物を用いたことを特徴とする液晶素子が提供される。

一般に液晶の配向は配向膜の配向規制力によって行なわ
れるが、この配向規制力が強過ぎると強誘電性液晶の特
徴のひとつである双安定性を阻害し、高速応答性の低下
を招来する。

本発明者らは、液晶として強誘電性液晶を用いたとして
も、欠陥の少ない均一なモノドメイン状態の配向が得ら
れるとともに機械的強度に優れ、しかも安定した双安定
性を示し、かつ駆動時のコンＩ〜ラスト比の大きい液晶
素子の研究を進めた結果、配向膜として液晶状態を呈す
る温度が強誘電性液晶が等労相に転移する温度よりも高
い液晶性高分子化合物を用いた液晶素子が」−記１■１
的に合致することを見出し、本発明を完成するに至った
。

従って、本発明の液晶素子は配向膜の主成分として液晶
状態を呈する温度が強誘電性液晶が等方相に転移する温
度よりも高い液晶性高分子化合物を用いたことを特徴と
する。

このような液晶性を有する高分子化合物としては種々の
ものが挙げられるが、特に主鎖もしくは側鎖にメソーゲ
ン基を有し液晶状態においてネマティック相又はスメク
ティック相を呈する例えば（ポリアクリレ−１〜やポリ
シロキサン）等の高分子化合物の使用が好ましい。

以下にその代表体側を示す。

〔主鎖型のネマティック液晶性高分子化合物の例〕〔側
鎖型のネマティック液晶性高分子化合物の例〕〔主鎖型
のスメクティック液晶性高分子化合物の例〕〔側鎖型の
スメクティック液晶性高分子化合物の例〕本発明の配向
膜材を用いて基板上に配向膜を形成するには、前記液晶
性高分子化合物を蒸着、スピンコー１〜、ローラコー１
〜、スプレーコート、ディッピング等の従来公知の方法
により塗布し、ついで、溶剤除去のために加熱して、膜
厚１００〜５０００人、好ましくは５００〜２０００人
の配向膜とした後、綿布、ナイロン植毛布４ポリ工ステ
ル植毛布等によリラビンク処理あるいは斜方蒸着すれば
よい。

以下、添付図面に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の液晶素子の構成例を示す断面図であ
る。偏光板１，１の間に上基板２と下基板２とが対向し
て配設され、外周部が封止剤５でシールされ内部に強誘
電性液晶６が封入されている。

液晶としては、強誘電性液晶に２色性色素を混入したも
のも用いることができる。下基板２の表面には透明電極
３が設けられ、さらに下基板上２に配向膜４が形成され
ている。また、」二基板１の対向面しこは透明電極３が
設けられ、さらにその下に配向膜４が形成されている。

配向膜４，４は前記液晶性高分子化合物からなり、液晶
分子は配向膜４，４に対して水平方向に配向している。

第２図は本発明の他の実施態様の構成例を示す。

この態様においては、」−基板又は／及び下基板２の表
面にまず有機高分子膜からなる下地層８を形成し、その
上に液晶高分子化合物による配向膜４が形成されている
。有機高分子膜からなる下地層８はポリイミド、ポリア
ミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニ１〜リル
、シランカップリング剤などの高分子化合物の薄膜によ
って形成されたものであり、必要に応してラビング処理
を施したものである。このような下地層８を形成するこ
とにより配向膜４自体の配向性が向上し、更には強誘電
性液晶６の配向性の向」二につながる。

このようにして形成した液晶素子しこおいては、従来公
知のラビング処理か斜方蒸着処理等の１軸配向処理より
液晶分子を１軸配向させることができる。またこの−軸
配向処理は、配向膜４，４の両方に対して行ってもよい
が、場合によっては、その一方のみに行った方が良好な
結果を与える場合がある。

本発明で用いる基板は、表面にパターン化された透明電
極を有するもので、従来公知のものが使用され、例えば
、ガラスの他、ポリエチレンテレフタレー１−、ポリブ
チレンテレフレート等のポリエステルの他、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリカーボネー１−
、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテル
イミド、アセチルセルロース、ポリアミノ酸エステル、
芳香族ポリアミド等の耐熱性樹脂、ポリスチレン、ポリ
アクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ
アクリルアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のビ
ニル系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン等の含フツ素樹
脂及びそれらの変性体等から形成されたプラスチックフ
ィルムが挙げられる。

また、液晶としては、従来公知の強誘電性液晶材料が任
意に使用される。以下に、その具体例を示す。

〔アミルアルコールを不斉源としたシップ塩基系強誘電
性液晶〕〔シッフ塩基のオルト位に水酸基を有する強誘
電性液晶〕〔ハロゲン、シアノ基を不斉炭素に有するシ
ップ塩基系強誘電性液晶〕Ｃ，ｏ２ｎ＋、０−１Ｏ−Ｃ
Ｉ（＝：Ｎ０ＣＨ−ｃＨ−ｃＯｏ−Ｃ１（２−６８−Ｃ
Ｉ＋３ｒ＋＝−４，５−８，１０〔その他のシッフ塩基
系化合物〕 〔アゾおよびアゾキシ系強誘電性液晶〕Ｃｌ１Ｈ２１１
＋ｌ　Ｏ−ｃ＞Ｎ＝Ｎ−Ｏ）−（）−Ｃ１，−シ；１ト
ＱＨｓ　　　　　　　　　　　　ｎ＝１６〔２環系強誘
電性液晶〕 Ｈ３ 一０１１刑）１．テａｔ（ｃｏ、）２ 〔アミルアルコール等を不斉源として多環系強誘電性液
晶〕〔ハロゲン、シアノ基等の環置換基を導入した強誘
電性液晶〕〔ピリミジン環を有する強誘電性液晶〕〔ア
ミノ酸を不斉源とした強誘電性液晶〕ｃ、ｕ２ｎ、、ａ
−ｏ−（Ｑ）−（Ｑ１６−ｏ−ｃｏ、−４ｎ−ｃＨ：＋
＋３）、　　　　ｎ＝８−１２〔実施例〕 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ ガラス基板上に前記一般式Ｃｍ）で示されるネマティッ
ク液晶性ポリシロキサン（ｎ＝４６）の、３重量％テト
ラヒドロフラン溶液をスピンコーティングにより塗布し
、厚さ１　、００ＯＡの配向膜を得た。配向膜表面をレ
ーヨン植毛布でラビング処理した後、粒径２．０μｍの
スペーサ粒子を介して貼り合わせ、セルを作製した。こ
の中に強誘電性液晶としてチッソ■製Ｃ５−１０１３を
注入し、配向性を調べたところ、極めて良好であり、長
期間放置しても劣化は認められなかった。

実施例２ ガラス基板上に、日本合成ゴム■製ポリイミド溶液ＪＩ
Ｂ−１をスピンコーティングにより塗布し、厚さ約５０
０人のポリイミド下地層を形成した。この表面をレーヨ
ン植毛布でラビング処理した後、前記一般式〔Ｖ〕で表
わされるネマティック液晶性ポリシロキサン（ｎ＝４６
）の、３重量％トルエン溶液を同じくス ピンコーティングによりこの上に塗布し、約１．．００
０人の配向膜を形成した。次に基板を約２７０°Ｃに加
熱し、１℃／分の割合で、２４０℃まで徐冷して配向膜
自身を配向させた後、室温まで急冷してその状態を固定
させた。以下実施例１と同様に粒径２．０μｍのスペー
サ粒子を介して貼り合わせてセルを作製し、強誘電性液
晶としてＤＯＢＡＭＢＣ（デシロキシベンジリデンアミ
ノメチルブチルシンナメート）を注入して、配向性を調
べたところ極めて良好であり、衝撃力を加えても配向の
乱れは生じなかった。

実施例３ ガラス基板上に前記一般式〔■〕で表わされるスメクテ
ィック液晶性ポリシロキサン（ｎ＝４６）の、３重量％
テトラヒドロフラン溶液をスピンコーティングにより塗
布し、厚さ約１．．０００人の配向膜を得た。配向膜表
面をレーヨン植毛布でラビング処理した後、粒径２．０
μｍのスペーサ粒子を介して貼り合わせ、セルを作製し
た。この中に強誘電性液晶としてチッソ■製Ｃ３−１，
０１，］を注入し、配向性を調べたところ極めて良好で
あり、長期間放置しても劣化は認められなかった。

実施例４ ガラス基板上に、日本合成ゴム■製のポリイミド溶液Ｊ
ＩＢ−１をスピンコーティングにより塗布し、厚さ５０
０人のポリイミド下地層を形成した。この表面レーヨン
植毛布でラビング処理した後、前記一般式〔■〕で示さ
れるスメクティック液晶ポリシロキサン（ｎ＝４６）の
３重量％テトラヒドロフラン溶液を同じくスピンコーテ
ィングによりこの上に塗布し、約１　、０００人の配向
膜を形成した。次に基板を約１．８０°Ｃに加熱し、１
℃／分の割合で１４０℃まで徐冷して配向膜自身を配向
させた後、室温まで急冷してその状態を固定させた。以
下実施例１と同様に粒径２　、　Ｏｐｍのスペーサ粒子
を介して貼り合せてセルに作製し、強誘電性液晶として
チッソ■製Ｃ３−］０１３を注入し、配向性を調べたと
ころ極めて良好であり、外部より？ａｆ撃力を加えても
配向はほとんど乱れなかった。

〔効　　果〕

本発明の液晶素子は、特定の配向膜を用いたことから、
液晶特に強誘電性液晶の配向性が改良され、均一なモノ
ドメイン状態の配向性を示すとともにコン１−ラス１−
の低下がなく、高速応答性に優れ、更には機械的強度も
優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１−図及び第２図は、強誘電性液晶を用いた本発明の
液晶素子の構成例を示す断面図である。 】・・・偏光板、　２・基板、　３・透明電極、４・・
配向膜、　５・・封止剤、６・・・強誘電性液晶層、７
　スペーサ、８・・下地層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向する一対の基板の内側に各々電極及び液晶を
   配向させる配向層とを有し、その間に強誘導電性液晶層
   を設けてなる液晶素子において、配向層を形成する成分
   として液晶状態を呈する温度が上記強誘電性液晶が等方
   相に転移する温度よりも高い液晶性高分子化合物を用い
   たことを特徴とする液晶素子。
2. （２）基板の内側に高分子化合物からなる下地層が設け
   られている特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。