JPH0843810A - 電気絶縁膜およびこれを用いた強誘電性液晶パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成膜が容易で、かつ導電性と誘電性を併せ持
つ電気絶縁膜を提供する。また、強誘電性液晶層を介し
て互いに対向する１対の透明電極間に導通が生じにく
く、かつ、製造過程でロール配向方により強誘電性液晶
を配向させた場合でも双安定性の良好なものが得られる
強誘電性液晶パネルを提供する。 【構成】 本発明の電気絶縁層は、比誘電率が１５以上
である高分子化合物中に比抵抗が１×１０⁸ Ω・ｃｍ以
下の物質からなる導電性微粒子を分散させてなり、比抵
抗が１×１０² 〜５×１０⁹ Ω・ｃｍの範囲内、比誘電
率が１０以上、膜厚が０．２０μｍ以上の膜であること
を特徴とする。また、本発明の強誘電性液晶パネルは、
互いに対向する２つの電気絶縁膜と、これら２つの電気
絶縁膜の間に形成された強誘電性液晶層とを備え、前記
電気絶縁膜が上述し本発明の電気絶縁膜であり、かつ、
この電気絶縁膜が基板の一主表面上に少なくとも透明電
極を介して形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気絶縁膜、特に強誘電
性液晶パネルにおいて強誘電性液晶層を介して互いに対
向する２つの透明電極の間の導通を防止するための部材
として好適な電気絶縁膜と、これを用いた強誘電性液晶
パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶を液晶層材料として使用し
た強誘電性液晶パネルでは、強誘電性液晶層の厚みを薄
く（例えば２μｍ）したときに他の液晶パネルにはみら
れない特異な特性、すなわち双安定性と呼ばれるメモリ
ー現象や光スイッチングの高速応答性が発現する。この
ため、現在では前記の特性を利用した強誘電性液晶表示
装置や空間光変調素子等の実用化を進めるべく、強誘電
性液晶パネルの開発および実用化が盛んに進められてい
る。

【０００３】上記の双安定性および高速応答性は強誘電
性液晶パネルに電場を印加したときにみられるものであ
るが、強誘電性液晶層は１対の透明電極の間に形成され
ているため、強誘電性液晶層の厚みを薄くすると前記１
対の透明電極間で導通が起こり易く、導通が生じた場合
には表示特性が低下する。したがって、良好な表示特性
を有する強誘電性液晶パネルを得るうえからは前記１対
の透明電極間での導通を防止する必要がある。

【０００４】従来の強誘電性液晶パネルでは、通常、ラ
ビング法や斜方蒸着法により作製した配向膜を用いて強
誘電性液晶を配向させている。この配向膜は電気絶縁性
を有しているのでその膜厚をある程度厚くすることで上
述の導通を防止することが可能であるが、その一方で配
向膜での電圧降下をまねくため強誘電性液晶層にかかる
電圧が下がり、パネルの双安定性が低下する。

【０００５】双安定性を損なうことなしに上記の導通を
防止した強誘電性液晶パネルとしては、特開昭６４−３
３５２６号公報に開示されている液晶素子が知られてい
る。この液晶素子は、１対の透明電極のうちの少なくと
も１方と液晶層との間に２層構造の誘電体層を形成した
ものである。前記の誘電体層は、透明電極上に設けられ
た第１層（上下ショート防止層）とこの第１層上に設け
られた第２層（配向制御層）とからなり、第１層は高誘
電率を有する物質または強誘電体物質からなる。また、
第２層は低抵抗誘電体からなり、当該第２層において液
晶層と接する面はラビング法や斜法蒸着法により一軸配
向処理されている。

【０００６】ところで、近年、強誘電性液晶に電界を印
加しながら剪断力を加えることで、配向膜を使用するこ
となく強誘電性液晶を配向させる方法が開発された（特
開平３−５７２７号公報参照。以下、この方法をロール
配向法という。）。このロール配向法によれば、極めて
短時間のうちに大面積で均一な液晶配向層を得ることが
可能である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した２層構造の誘
電体層は、１対の透明電極間の導通を素子の双安定性を
損なうことなし防止するうえで有用なものではあるが、
２層構造をとるため製造工程が煩雑であるという難点を
有している。また、上述のロール配向法に基づく配向処
理では、強誘電性液晶層を介して互いに対向する１対の
透明電極間に５０〜７０Ｖという比較的高い電圧を印加
すわけであるが、このときに前記１対の透明電極間に導
通が生じると配向不良（導通欠陥）が起こる。そして、
従来の材質の電気絶縁膜により透明電極を被覆すること
により前記の配向不良を防止しようとした場合には電気
絶縁膜の膜厚を比較的厚くしなければならないので、最
終的に得られる強誘電性液晶パネルの双安定性が低くな
る。

【０００８】本発明の第１の目的は、成膜が容易で、か
つ導電性と誘電性を併せ持つ電気絶縁膜を提供するとに
ある。また、本発明の第２の目的は、強誘電性液晶層を
介して互いに対向する１対の透明電極間に導通が生じに
くく、かつ、製造過程でロール配向方により強誘電性液
晶を配向させた場合でも双安定性の良好なものが得られ
る強誘電性液晶パネルを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る本発明の電気絶縁膜は、比誘電率が１５以上である高
分子化合物中に比抵抗が１×１０⁸ Ω・ｃｍの物質から
なる導電性微粒子を分散させてなり、比抵抗が１×１０
² 〜５×１０⁹ Ω・ｃｍの範囲内、比誘電率が１０以
上、膜厚が０．２０μｍ以上の膜であることを特徴とす
るものである。

【００１０】また、上記第２の目的を達成する本発明の
強誘電性液晶パネルは、互いに対向する２つの電気絶縁
膜と、これら２つの電気絶縁膜の間に形成された強誘電
性液晶層とを備え、前記電気絶縁膜が上述した本発明の
電気絶縁膜であり、かつ、この電気絶縁膜が基板の一主
表面上に少なくとも透明電極を介して形成されているこ
とを特徴とするものである。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。まず本発
明の電気絶縁膜について説明すると、この電気絶縁膜は
比誘電率が１５以上である高分子化合物に比抵抗１×１
０⁸ Ω・ｃｍ以下の物質からなる導電性微粒子を分散さ
せてなる。ここで、本発明でいう比誘電率はＡＳＴＭ−
Ｄ１５０に基づいて測定した値を意味し、比抵抗はＡＳ
ＴＭ−Ｄ２５７に基づいて測定した値を意味する。

【００１２】上記の高分子化合物の比誘電率は１５以上
であるが、１７以上であることが好ましい。このような
高分子化合物の具体例としてはシアノエチルプルラン
（比誘電率１７）、シアノエチルアミロース（同１
７）、シアノエチルセルロース（同１７）、シアノエチ
ルポリアクリルアミド（同２０）、シアノエチルポリア
クリレート（同２０）、シアノエチルサッカロース（同
３２）、シアノエチルポリビニルアルコール（同１
７）、ポリフッ化ビニリデン（同１５）、およびポリフ
ッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体（同１
７）等が挙げられる。

【００１３】また、上記の導電性微粒子の原料物質の比
抵抗は１×１０⁸ Ω・ｃｍ以下であるが、１０Ω・ｃｍ
以下であることが好ましい。このような原料物質の具体
例としてはＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム；比抵抗＜
１Ω・ｃｍ）、ＴｉＯ₂ （チタニア；同＜１Ω・ｃ
ｍ）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化インジウム；同＜
１Ω・ｃｍ）、ＳｎＯ₂ （酸化錫；同＜１Ω・ｃｍ）、
ＳｂドープＳｎＯ₂ （同＜１Ω・ｃｍ）、ＺｎＯ（酸化
亜鉛；同＜１Ω・ｃｍ）、Ａｇ（同＜１Ω・ｃｍ）、Ａ
ｕ（同＜１Ω・ｃｍ）、Ｐｔ（同＜１Ω・ｃｍ）等が挙
げられる。導電性微粒子の平均粒径は、膜表面が実質的
に平滑な電気絶縁膜を得るうえから０．１μｍ以下であ
ることが好ましく、０．０５μｍ以下であることが特に
好ましい。

【００１４】本発明の電気絶縁膜は、前記の高分子化合
物中に上記の導電性微粒子を分散させることにより比抵
抗を１×１０² 〜５×１０⁹ Ω・ｃｍの範囲内、比誘電
率を１０以上にしたものである。比抵抗および比誘電率
の一方でも前記の範囲から外れると、双安定性が良好な
強誘電性液晶パネル（ロール配向法により強誘電性液晶
を配向させたもの）を得るうえで有用な電気絶縁膜を得
ることが困難になる。電気絶縁膜の比抵抗は１×１０²
〜５×１０⁹ Ω・ｃｍの範囲内であるが、１×１０⁵ 〜
１×１０⁸ Ω・ｃｍの範囲内であることが好ましい。ま
た、電気絶縁膜の比誘電率は１０以上、好ましくは２０
以上である。

【００１５】また、本発明の電気絶縁膜の膜厚は０．２
０μｍ以上に限定される。０．２０μｍ未満では、この
電気絶縁膜を利用した強誘電性液晶パネルを作製する過
程でロール配向法により強誘電性液晶を配向させたとき
に配向不良（導通欠陥）が生じやすくなる。電気絶縁膜
の膜厚は当該電気絶縁膜の用途に応じて異なるが、強誘
電性液晶パネル（ロール配向法により強誘電性液晶を配
向させたもの）に利用する場合には０．２０〜２μｍの
範囲内とすることが好ましく、０．２０〜０．５０μｍ
の範囲内とすることが特に好ましい。本発明の電気絶縁
膜を強誘電性液晶パネルに利用する場合に当該電気絶縁
膜の膜厚を２μｍより厚くすると、実用上十分な光線透
過率を有する強誘電性液晶パネルを得ることが困難にな
る。

【００１６】本発明の電気絶縁膜における導電性微粒子
の含有率は、導電性微粒子および高分子化合物としてそ
れぞれ何を用いるかで変わってくるが、２０〜８０ｗｔ
％の範囲内とすることが好ましい。導電性微粒子の含有
率が２０ｗｔ％未満では所望の比抵抗を有する電気絶縁
膜を得ることが困難である。また、導電性微粒子の含有
率が８０ｗｔ％を超えると、得られる膜の機械的強度が
低下し過ぎる。導電性微粒子の含有率は４０〜６０ｗｔ
％の範囲内とすることがより好ましい。高分子化合物中
に分散させる導電性微粒子は１種類だけでもよいし、２
種以上であってもよい。

【００１７】以上説明した本発明の電気絶縁膜は、例え
ば以下のようにして作製することができる。まず、高分
子化合物および導電性微粒子を２−ブタノン、メチルイ
ソブチルケトン、トルエン、アセトン、メタノール等の
適当な溶媒（前記の高分子化合物を溶解するもの）に加
え、超音波ホモジナイザー等の分散装置を用いて高分子
化合物を溶媒に溶解させると共に導電性微粒子を分散さ
せることにより、コーティング溶液を調製する。次に、
スピンコート法、ロールコート法、スプレーコート法等
の方法により、前記のコーティング溶液を所望の基材に
塗布して、均一な塗膜を形成する。長尺のプラスチック
基板等の上に連続的に塗布しようとする場合は、ロール
コート法が適している。この後、塗膜を形成した基材を
クリーンオーブン等の加熱装置に入れて熱処理を行い、
溶媒乾燥ならびに固化を行う。このときの熱処理条件は
溶媒の種類や高分子化合物の種類等に応じて適宜設定さ
れる。この熱処理まで行うことにより、目的とする電気
絶縁膜を得ることができる。

【００１８】このようにして得られる本発明の電気絶縁
膜は、高い誘電性を有していると共に比較的高い導電性
を有している。このような特性を有する本発明の電気絶
縁膜は、強誘電性液晶パネルにおいて強誘電性液晶層を
介して互いに対向する１対の透明電極間に導通が生じる
のを防止するための電気絶縁膜として好適であり、特
に、ロール配向法により強誘電性液晶を配向させて強誘
電性液晶パネルを得る場合に前記１対の透明電極間に導
通が生じるのを防止するための電気絶縁膜として好適で
ある。そして、本発明の電気絶縁膜を利用して強誘電性
液晶パネルを作製した場合には、双安定性が良好なもの
を得ることができる。また、本発明の電気絶縁膜は、空
間光変調素子等の用途の電気絶縁膜としても有用であ
る。

【００１９】次に、本発明の強誘電性液晶パネルにつて
説明する。この強誘電性液晶パネルは、前述したよう
に、互いに対向する２つの電気絶縁膜と、これら２つの
電気絶縁膜の間に形成された強誘電性液晶層とを備えて
おり、前記の電気絶縁膜は基板の一主表面上に少なくと
も透明電極を介して形成されている。そして、この強誘
電性液晶パネルを構成する前記の電気絶縁膜は、前述し
た本発明の電気絶縁膜からなる。

【００２０】本発明の強誘電性液晶パネルにおいては、
電気絶縁膜以外の部材については特別の制限はなく、従
来より強誘電性液晶パネルの材料として利用されている
種々の材質の部材を用いることができる。例えば、前記
の基板の材質はガラスであってもよいしプラスチックで
あってもよい。強誘電性液晶パネルを高い生産性の下に
製造しようとする場合には、厚さ０．０５〜０．５ｍｍ
のプラスチックフィルムを基板として使用することが好
ましい。この場合のプラスチックの具体例としては、結
晶性ポリマーでは一軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）および二軸延伸ＰＥＴ等が挙げられ、非結晶
性ポリマーではＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロ
ピレン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）およびＰＡ
ｒ（ポリアリレート）等が挙げられる。強誘電性液晶パ
ネルは２枚の基板を有しているわけであるが、少なくと
も１方の基板については光学的に透明なもの、すなわち
可視光線の透過率が６０％以上であるものを使用する。

【００２１】また、基板と電気絶縁膜との間に介在させ
る透明電極の材料としては、導電性と透明性の両方の性
質を有するものを使用する。具体例としてはＩＴＯおよ
びＳｎＯ₂ 等が挙げられる。透明電極の形状は目的とす
る強誘電性液晶パネルの用途や駆動方法等に応じて適宜
選択される。

【００２２】例えば、単純マトリックス方式の液晶表示
装置用の強誘電性液晶パネルを作製する際には、強誘電
性液晶層と電気絶縁膜とを介して互いに対向する１対の
透明電極の各々をストライプ状に形成し、かつ、平面視
したときにこれら１対の透明電極が互いに直交するよう
に各透明電極の向きを定める。

【００２３】ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）−アクティブ
マトリックス方式の液晶表示装置用の強誘電性液晶パネ
ルを作製する際には、強誘電性液晶層と電気絶縁膜とを
介して互いに対向する１対の透明電極の片方を画素の形
状および配列パターンに応じた形状および配列パターン
に形成して画素電極とし、各画素電極にはＴＦＴを接続
する。１対の透明電極のうちの他方の透明電極（共通電
極）は、前記所定パターンに配列された画素電極の全て
を平面視上覆える大きさの１つの膜状に形成する。

【００２４】そして、ダイオード−アクティブマトリッ
クス方式の液晶表示装置用の強誘電性液晶パネルを作製
する際には、強誘電性液晶層と電気絶縁膜とを介して互
いに対向する１対の透明電極の片方を画素の形状および
配列パターンに応じた形状および配列パターンに形成し
て画素電極とし、各画素電極にはダイオードを接続す
る。１対の透明電極のうちの他方の透明電極（信号電
極）は、前記所定パターンに配列された画素電極の配列
方向に沿ったストライプ状に形成する。

【００２５】また、強誘電性液晶層の材料としては、強
誘電性高分子液晶、強誘電性高分子液晶と他の高分子液
晶との混合物、強誘電性高分子液晶と強誘電性低分子液
晶との混合物、強誘電性高分子液晶と強誘電性低分子液
晶と高分子液晶との混合物、あるいはこれらと通常の低
分子液晶との混合物等を用いることができる。強誘電性
高分子液晶としてはカイラルスメチックＣ相をとる側鎖
型強誘電性高分子液晶が好適である。そして、強誘電性
高分子液晶と強誘電性低分子液晶（通常の低分子液晶を
併用する場合はこの低分子液晶をも含む）とを併用する
場合、両者の混合割合はモル比で９５：５〜２０：８０
の範囲内とすることが好ましく、８０：２０〜４０：６
０の範囲内とすることがより好ましい。前記の強誘電性
高分子液晶、高分子液晶、強誘電性低分子液晶および低
分子液晶は、それぞれ１種単独であってもよいし、２種
以上の混合物であってもよい。また、強誘電性液晶層の
材料中には必要に応じて接着剤、減粘剤、非晶質カイラ
ル化合物、色素、非液晶性の高分子物質等を含有させて
もよい。

【００２６】上記の強誘電性高分子液晶のうちでホモポ
リマーのものとしては、例えばアクリレート主鎖系液晶
ポリマー、メタクリレート主鎖系液晶ポリマー、クロロ
アクリレート主鎖系液晶ポリマー、オキシラン主鎖系液
晶ポリマー、シロキサン主鎖系液晶ポリマー、エステル
主鎖系液晶ポリマー、シロキサン−オレフィン主鎖系液
晶ポリマーが例示される。上記のアクリレート主鎖系液
晶ポリマーの具体例としては、例えば繰り返し単位が

【化１】

【化２】 で示されるものが挙げられる。

【００２７】また、上記のメタクリレート主鎖系液晶ポ
リマーの具体例としては、例えば繰り返し単位が

【化３】

【化４】 で示されるものが挙げられる。

【００２８】上記のクロロアクリレート主鎖系液晶ポリ
マーの具体例としては、例えば繰り返し単位が

【化５】 で示されるものが挙げられる。

【００２９】上記のオキシラン主鎖系液晶ポリマーの具
体例としては、例えば繰り返し単位が

【化６】

【化７】 で示されるものが挙げられる。

【００３０】上記のシロキサン主鎖系液晶ポリマーの具
体例としては、例えば繰り返し単位が

【化８】 で示されるものが挙げられる。

【００３１】上記のエステル主鎖系液晶ポリマーの具体
例としては、例えば繰り返し単位が

【化９】

【化１０】

【化１１】 で示されるものが挙げられる。

【００３２】そして、上記のシロキサン−オレフィン主
鎖系液晶ポリマーの具体例としては、例えば繰り返し単
位が

【化１２】

【化１３】 で示されるものが挙げられる。

【００３３】なお、上記の強誘電性液晶ポリマーの繰り
返し単位では、側鎖の骨格はビフェニル骨格、フェニル
ベンゾエート骨格、ビフェニルベンゾエート骨格、また
はフェニル４−フェニルベンゾエート骨格で置き換えら
れてもよい。また、これらの骨格中のベンゼン環はピリ
ミジン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピラジン環、テ
トラジン環、シクロヘキサン環、ジオキサン環、または
ジオキサボリナン環で置き換えられてもよく、フッ素や
塩素等のハロゲン基またはシアノ基で置換されてもよ
く、１−メチルアルキル基、２−フルオロアルキル基、
２−クロロアルキル基、２−クロロ−３−メチルアルキ
ル基、２−トリフルオロメチルアルキル基、１−アルコ
キシカルボニルエチル基、２−アルコキシ−１−メチル
エチル基、２−アルコキシプロピル基、２−クロロ−１
−メチルアルキル基、２−アルコキシカルボニル−１−
トリフルオロメチルプロピル基等の光学活性基で置き換
えられてもよい。また、スペーサの長さはメチレン鎖長
が２〜３０の範囲で変化してもよい。また、強誘電性液
晶ポリマーの数平均分子量は１，０００〜２００，００
０の範囲内であることが好ましい。

【００３４】一方、強誘電性低分子液晶としては、例え
ばシッフ塩基系強誘電性低分子液晶化合物、アゾおよび
アゾキシ系強誘電性低分子液晶化合物、ビフェニルおよ
びアロマティックエステル系強誘電性低分子液晶化合
物、ハロゲンやシアノ基等の環置換基を導入した強誘電
性低分子液晶化合物、複素環を有する強誘電性低分子液
晶化合物等が例示される。上記のシッフ塩基系強誘電性
低分子液晶化合物としては、例えば以下の化合物が挙げ
られる。

【００３５】

【化１４】

【化１５】

【化１６】

【化１７】

【００３６】また、上記のアゾおよびアゾキシ系強誘電
性低分子液晶化合物としては、例えば以下の化合物が挙
げられる。

【化１８】

【化１９】

【００３７】上記のビフェニルおよびアロマティックエ
ステル系強誘電性低分子液晶化合物としては、例えば以
下の化合物が挙げられる。

【化２０】

【化２１】

【００３８】上記のハロゲンやシアノ基等の環置換基を
導入した強誘電性低分子液晶化合物としては、例えば以
下の化合物が挙げられる。

【化２２】

【化２３】

【化２４】

【００３９】そして、上記の複素環を有する強誘電性低
分子液晶化合物としては、例えば以下の化合物が挙げら
れる。

【化２５】

【化２６】 なお、上述したものは強誘電性低分子液晶化合物の代表
的なものであり、本発明で強誘電性液晶層の材料として
使用しうる強誘電性低分子液晶化合物は何ら上記の化合
物に限定されるものではない。

【００４０】本発明の強誘電性液晶パネルは、例えば次
のようにして作製することができる。まず、所定の基板
の片面に透明電極の材料としての透明導電膜を真空蒸着
法やスパッタリング法などの方法により形成た後、この
透明導電膜をフォトリソグラフィー法等により所定形状
に成形する。次に、前記の透明電極の上に当該透明電極
を被覆するようにして本発明の電気絶縁膜を前述の方法
により形成する。このようにして透明電極上に電気絶縁
膜まで形成した基板を計２枚用意する。次いで、一方の
基板の電気絶縁膜の上に液晶層用コーティング溶液をグ
ラビアコータ等を用いて塗布して、均一な塗膜を形成す
る。液晶層用コーティング溶液は、前述した強誘電性液
晶層用材料を２−ブタノン、トルエン、シクロヘキサノ
ン、アセトン等の溶剤に溶解させることにより調製でき
る。次に、前記の塗膜まで形成した基板をクリーンオー
ブン等の加熱装置に入れて熱処理を行い、溶媒乾燥を行
う。この熱処理により、液晶層が形成される。この段階
での液晶層の膜厚は１〜１０μｍの範囲内であることが
好ましく、１．５〜３μｍの範囲内であることがより好
ましい。次いで、液晶層を形成しなかった方の基板（電
気絶縁膜まで形成したもの）を、当該基板の電気絶縁層
が前記の液晶層と当接するようにして液晶層まで形成し
た前記の基板上に重ね、これらを１対の加圧ローラによ
りラミネートして積層物を得る。この後、前記の積層物
を構成する強誘電性液晶層中の強誘電性液晶をロール配
向法により配向させる。これにより目的とする強誘電性
液晶パネルが得られる。

【００４１】なお、本発明の強誘電性液晶パネルをカラ
ー液晶表示装置の液晶パネルとして使用しようとする場
合には、例えば当該パネルを構成する２枚の基板のうち
の一方について、赤、青および緑のマイクロカラーフィ
ルターを設けてから透明電極を形成し、この透明電極の
上に電気絶縁層を形成する。また、本発明の強誘電性液
晶パネルを作製するにあたっての強誘電性液晶の配向方
法は、ロール配向法に限定されない。

【００４２】上述のようにして得られる本発明の強誘電
性液晶パネルでは、これを構成する電気絶縁膜の電気絶
縁性が高いことから強誘電性液晶層を介して互いに対向
する１対の透明電極間に導通が生じることが防止され
る。そして、強誘電性液晶をロール配向法により配向さ
せた場合でも、強誘電性液晶層を介して互いに対向する
１対の透明電極間に導通が生じることが前記の電気絶縁
膜によって防止されるので、配向不良（導通欠陥）が生
じにくい。したがって、本発明の強誘電性液晶パネルを
液晶表示装置用の液晶パネルとして利用した場合には、
表示特性の良好な液晶表示装置が得られる。

【００４３】また、本発明の強誘電性液晶パネルを構成
する電気絶縁膜は比較的高い導電性を有しているので、
この電気絶縁膜の存在による電圧降下は小さい。このた
め、本発明の強誘電性液晶パネルの双安定性は良好であ
る。

【００４４】このような特性を有する本発明の強誘電性
液晶パネルは、液晶表示装置用の液晶パネルとして好適
である他、空間変調素子等として有用である。

【００４５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ （１）電気絶縁膜の形成 まず、ポリエーテルスルホンフィルム（住友ベークライ
ト社製；６０×１５ｃｍ，厚さ１００μｍ）の片面に当
該フィルムの長手方向に延びるストライプ状のＩＴＯ電
極（膜厚＝０．１μｍ，１本の電極の幅＝１．０７ｍ
ｍ，電極ギャップ０．２ｍｍ，面積抵抗＝３００Ω・ｃ
ｍ）を形成したもの（以下、これを基材Ａという）と、
ポリエーテルスルホンフィルム（住友ベークライト社
製；６０×１５ｃｍ，厚さ１００μｍ）の片面に当該フ
ィルムの短手方向に延びるストライプ状のＩＴＯ電極
（膜厚＝０．１μｍ，１本の電極の幅＝１．０７，電極
ギャップ０．２ｍｍ，面積抵抗＝３００Ω・ｃｍ）を形
成したもの（以下、これを基材Ｂという）とを用意し
た。また、電気絶縁膜用の高分子化合物としてシアノエ
チルプルラン（日本化成（株）製のＡ−Ｇｒａｄｅ ０
１；比誘電率１７）を用意し、電気絶縁膜用の導電性微
粒子として平均粒径０．０２μｍ、比抵抗３Ω・ｃｍの
ＳｂドープＳｎＯ₂ 微粒子（三菱マテリアル（株）製の
Ｔ−１；個々の微粒子の形状は球形）を用意した。

【００４６】次に、上記の高分子化合物１重量部と上記
の導電性微粒子１重量部とを２−ブタノンに加え、超音
波ホモジナイザーを用いて前記高分子化合物を２−ブタ
ノンに溶解させると共に前記導電性微粒子を２−ブタノ
ンに分散させることによりコーティング溶液を調製した
（コーティング溶液に占める前記高分子化合物と前記導
電性微粒子の合量の割合は１０ｗｔ％）。次いで、この
コーティング溶液を上記基材ＡのＩＴＯ電極上にグラビ
アロールコータを用いて塗布すると共に、上記基材Ｂの
ＩＴＯ電極上にもグラビアロールコータを用いて塗布
し、これらを１３０℃のクリーンオーブン中で３０分間
加熱して溶媒乾燥した。これにより、上記基材ＡのＩＴ
Ｏ電極上および上記基材ＢのＩＴＯ電極上にはそれぞれ
電気絶縁膜が形成された。これらの電気絶縁膜の膜厚
は、電子顕微鏡観察の結果、共に０．４６μｍであっ
た。また、これらの電気絶縁膜の比抵抗は共に３．０×
１０⁸ Ω・ｃｍであり、比誘電率は共に１４であった。

【００４７】（２）強誘電性液晶表示素子の作製 まず、強誘電性液晶層の材料として下式（ｉ）

【化２７】 で表される液晶（数平均分子量Ｍｎ＝２７００）と下式
（ii）

【化２８】 で表される液晶（みどり化学社製のＰ１００８）との混
合物（混合比は前者：後者＝８０：２０（重量比））を
用い、これをメチルエチルケトンに溶解させることでコ
ーティング溶液を調製した（強誘電性液晶の濃度は３０
重量％）。

【００４８】なお、上記（ｉ）および（ii）の液晶の相
転移温度はそれぞれ下式の通りである。

【数１】

【００４９】次いで、前記（１）で基材ＡのＩＴＯ電極
上に形成した電気絶縁膜の上に上記のコーティング溶液
をグラビアロールコータを用いて塗布し、これを１３０
℃のクリーンオーブン中で２０分間加熱して溶媒乾燥し
た。これにより、基材ＡのＩＴＯ電極上に形成した電気
絶縁膜の上には強誘電性液晶層が形成された。

【００５０】次に、強誘電性液晶層まで形成した基材Ａ
と電気絶縁層まで形成した基材Ｂとを、基材Ａ上に形成
した強誘電性液晶層と基材Ｂ上に形成した電気絶縁層と
が接するようして加圧ロールによりラミネートして、積
層物を得た。この積層物における強誘電性液晶層の膜厚
は２μｍであった。

【００５１】この後、上記の積層物の上下のＩＴＯ電極
（基材Ａ上のＩＴＯ電極と基材Ｂ上のＩＴＯ電極）の間
に室温下で６０Ｖの直流電圧を印加しながら当該積層物
全体に一定方向のたわみ変形を与える方法により、強誘
電性液晶に配向処理を施した。より具体的には、図１に
示すように、前記の積層物１の上下のＩＴＯ電極と電源
２とを２本のリード線３ａ，３ｂにより接続し、前記上
下のＩＴＯ電極間に室温下で６０Ｖの直流電圧を印加し
ながら、前記積層物１をその形状が側面から見たときに
Ｓ字の鏡像状を呈するようにして１対のロ−ル４ａ，４
ｂの間を１ｍ／分の速度で移動（移動方向は図中に矢印
で示す）させることにより当該積層物１に曲げ変形によ
る剪断力を与え、これにより強誘電性液晶に配向処理を
施した。この配向処理を施したことにより、図２に示す
断面構造の強誘電性液晶パネルが得られた。同図に示す
ように、この強誘電性液晶パネル１１では片面にＩＴＯ
電極１２と電気絶縁層１３とが順次積層された２枚のポ
リエーテルスルホンフィルム１４が電気絶縁層１３を内
側にして互いに対向するようにして配置されており、２
つの電気絶縁層１３の間には配向処理された強誘電性液
晶層１５が形成されている。

【００５２】（３）双安定性の評価 偏光軸が互いに直交する２枚のニュートラル偏光板の間
に上記（２）で作製した強誘電性液晶パネルを配置し、
正の電圧が印加されると暗状態になるようにした後に、
以下に述べる方法でこの強誘電性液晶パネルの双安定性
を調べた。

【００５３】まず、図３（ａ）に示すような単発矩形波
の電圧（パルス幅１ｍｓ，±３０Ｖ）を印加して強誘電
性液晶パネルに明状態を書き込み、前記の単発矩形波の
印加から２ミリ秒後の透過光強度Ｓ_B （２）と１９２ミ
リ秒後の透過光強度Ｓ_B （１９２）を測定する。単発矩
形波印加後の透過光強度の変化は概ね図３（ｂ）に示す
ようになる。また、図４（ａ）に示すような単発矩形波
の電圧（パルス幅１ｍｓ，±３０Ｖ）を印加して強誘電
性液晶パネルに暗状態を書き込み、前記の単発矩形波の
印加から２ミリ秒後の透過光強度Ｓ_D （２）と１９２ミ
リ秒後の透過光強度Ｓ_D （１９２）を測定する。単発矩
形波印加後の透過光強度の変化は概ね図４（ｂ）に示す
ようになる。

【００５４】この後、Ｓ_B （２）、Ｓ_B （１９２）、Ｓ
_D （２）およびＳ_D （１９２）の値から次式

【数２】 で表されるＭを算出し、このＭの値から明状態と暗状態
の安定性（双安定性）を調べた。この結果を表１に示
す。なおＭの値が大きい程、双安定性が高い。

【００５５】また、ロール配向時に２つのＩＴＯ電極間
に導通が生じて強誘電性液晶層にかかる電圧が降下する
ことで起こる液晶の配向不良（導通欠陥）の数を、強誘
電性液晶パネルを２枚のニュートラル偏光板の間に配置
させた状態で当該強誘電性液晶パネル上の３０×１５ｃ
ｍの領域について目視観察により数えた。この結果も表
１に示す。

【００５６】比較例１〜比較例３ 電気絶縁膜作製用のコーティング溶液を調製するにあた
り導電性微粒子を添加せず、かつ、当該コーティング溶
液に占める高分子化合物の割合を表１に示すように比較
例毎に３ｗｔ％、５ｗｔ％、または１０ｗｔ％とし、他
の条件は実施例と同一として強誘電性液晶パネルをそれ
ぞれ作製した。これらの強誘電性液晶パネルについて、
実施例１と同条件で双安定性および配向不良の数を調べ
た。これらの結果を表１に示す。

【００５７】比較例４〜比較例５ 電気絶縁膜作製用のコーティング溶液を調製するにあた
り、コーティング溶液に占める高分子化合物と導電性微
粒子の合量の割合を表１に示すように比較例毎に５ｗｔ
％または１０ｗｔ％とした以外は実施例と同条件で強誘
電性液晶パネルをそれぞれ作製した。これらの強誘電性
液晶パネルについて、実施例１と同条件で双安定性およ
び配向不良の数を調べた。これらの結果を表１に示す。

【００５８】実施例２〜実施例３ 導電性微粒子として粒径が０．０３〜０．１μｍの範囲
内で、比抵抗が０．００９Ω・ｃｍのＩＴＯ微粒子（住
友金属鉱山社製のＩＴＯ−ＵＦＰ）を用い、かつ、電気
絶縁膜作製用のコーティング溶液を調製するにあたりコ
ーティング溶液に占める高分子化合物と導電性微粒子の
合量の割合を表１に示すように実施例毎に５ｗｔ％また
は１０ｗｔ％とし、他の条件は実施例と同条件で強誘電
性液晶パネルをそれぞれ作製した。これらの強誘電性液
晶パネルについて、実施例１と同条件で双安定性および
配向不良の数を調べた。これらの結果を表１に示す。

【００５９】比較例６〜比較例８ 電気絶縁膜作製用のコーティング溶液を調製するにあた
り導電性微粒子を添加せず、かつ、当該コーティング溶
液に占める高分子化合物の割合を表１に示すように比較
例毎に３ｗｔ％、５ｗｔ％、または１０ｗｔ％とし、他
の条件は実施例と同一として強誘電性液晶パネルをそれ
ぞれ作製した。これらの強誘電性液晶パネルについて、
実施例１と同条件で双安定性および配向不良の数を調べ
た。これらの結果を表１に示す。

【００６０】比較例９ 電気絶縁膜作製用のコーティング溶液を調製するにあた
り、コーティング溶液に占める高分子化合物と導電性微
粒子の合量の割合を３ｗｔ％した以外は実施例と同条件
で強誘電性液晶パネルを作製した。この強誘電性液晶パ
ネルについて、実施例１と同条件で双安定性および配向
不良の数を調べた。これらの結果を表１に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】表１に示したように、実施例１〜実施例３
で作製した各電気絶縁膜は高い誘電性を有していると共
に比較的高い導電性を有している。そして、実施例１〜
実施例３で作製した各強誘電性液晶パネルは良好な双安
定性を有しており、かつ、強誘電性液晶の配向不良（導
通欠陥）は実質的にない。一方、電気絶縁膜中に導電性
微粒子を分散させなかった比較例１〜比較例３および比
較例６〜比較例８で得られた各強誘電性液晶パネルのう
ち、比較例１および比較例６の各強誘電性液晶パネルは
良好な双安定性を有しているが、これらのパネルでは強
誘電性液晶の配向不良（導通欠陥）が認められた。ま
た、比較例３および比較例８の各強誘電性液晶パネルで
は強誘電性液晶の配向不良（導通欠陥）は認められなか
ったが、これらのパネルは双安定性が極めて低い。そし
て、比較例２および比較例７の各強誘電性液晶パネルは
双安定性が低く、かつ、これらのパネルでは強誘電性液
晶の配向不良（導通欠陥）が認められた。

【００６３】また、実施例１で作製した電気絶縁膜と組
成が同じでその膜厚が薄い電気絶縁膜を備えた比較例４
〜比較例５の各強誘電性液晶パネルは、実施例１の強誘
電性液晶パネルとほぼ同程度の双安定性を有している
が、これらのパネルでは強誘電性液晶の配向不良（導通
欠陥）が認められた。そして、実施例２〜実施例３で作
製した電気絶縁膜と組成が同じでその膜厚が薄い電気絶
縁膜を備えた比較例９の強誘電性液晶パネルは、実施例
２〜実施例３の強誘電性液晶パネルとほぼ同程度の双安
定性を有しているが、このパネルでは強誘電性液晶の配
向不良（導通欠陥）が多数認められた。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気絶縁
膜は成膜が容易で、かつ導電性と誘電性を併せ持ってい
る。そして、この電気絶縁膜を利用した本発明の強誘電
性液晶パネルは、強誘電性液晶層を介して互いに対向す
る１対の透明電極間に導通が生じにくく、かつ、製造過
程でロール配向法により強誘電性液晶を配向させた場合
でも双安定性の良好なものが得られる。したがって、本
発明によれば表示特性が良好で、かつ双安定性が良好な
強誘電性液晶パネルを高い生産性の下に容易に製造する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１での強誘電性液晶の配向方法を説明す
るための図である。

【図２】実施例１で作製した強誘電性液晶パネルの概略
を示す断面図である。

【図３】（ａ）は実施例１で強誘電性液晶パネルに明状
態を書き込むために使用した単発矩形波を示す図であ
り、（ｂ）は単発矩形波印加後の透過光強度の変化を概
略的に示すグラフである。

【図４】（ａ）は実施例１で強誘電性液晶パネルに暗状
態を書き込むために使用した単発矩形波を示す図であ
り、（ｂ）は単発矩形波印加後の透過光強度の変化を概
略的に示すグラフである。

【符号の説明】

１１ 強誘電性液晶パネル １２ 基板 １３ 透明電極 １４ 電気絶縁膜 １５ 配向処理された強誘電性液晶層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 比誘電率が１５以上である高分子化合物
   中に比抵抗が１×１０⁸ Ω・ｃｍ以下の物質からなる導
   電性微粒子を分散させてなり、比抵抗が１×１０² 〜５
   ×１０⁹ Ω・ｃｍの範囲内、比誘電率が１０以上、膜厚
   が０．２０μｍ以上の膜であることを特徴とする電気絶
   縁膜。
2. 【請求項２】 導電性微粒子の含有率が２０〜８０ｗｔ
   ％の範囲内である、請求項１に記載の電気絶縁膜。
3. 【請求項３】 高分子化合物がシアノエチルプルラン、
   シアノエチルアミロース、シアノエチルセルロース、シ
   アノエチルポリアクリルアミド、シアノエチルポリアク
   リレート、シアノエチルサッカロース、シアノエチルポ
   リビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、およびポ
   リフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体か
   らなる群より選択された１種または複数種である、請求
   項１または請求項２に記載の電気絶縁膜。
4. 【請求項４】 導電性微粒子がＩＴＯ、ＴｉＯ₂ 、ＡＴ
   Ｏ、ＳｎＯ₂ 、ＳｂドープＳｎＯ₂ 、ＺｎＯ、Ａｇ、Ａ
   ｕおよびＰｔからなる群より選択された物質からなり、
   平均粒径が０．１μｍ以下である、請求項１〜請求項３
   のいずれか１項に記載の電気絶縁膜。
5. 【請求項５】 互いに対向する２つの電気絶縁膜と、こ
   れら２つの電気絶縁膜の間に形成された強誘電性液晶層
   とを備え、前記電気絶縁膜が請求項１〜請求項４のいず
   れか１項に記載の電気絶縁膜であり、かつ、この電気絶
   縁膜が基板の一主表面上に少なくとも透明電極を介して
   形成されていることを特徴とする強誘電性液晶パネル。