JPH0468606B2 - - Google Patents

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JPH0468606B2
JPH0468606B2 JP13377886A JP13377886A JPH0468606B2 JP H0468606 B2 JPH0468606 B2 JP H0468606B2 JP 13377886 A JP13377886 A JP 13377886A JP 13377886 A JP13377886 A JP 13377886A JP H0468606 B2 JPH0468606 B2 JP H0468606B2
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liquid crystal
film
tilt angle
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ferroelectric liquid
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JP13377886A
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Takeshi Eguchi
Kunihiro Sakai
Yoshinori Tomita
Hiroshi Matsuda
Kyoshi Takimoto
Akira Tsuboyama
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Priority to US07/376,940 priority patent/US5009489A/en
Publication of JPH0468606B2 publication Critical patent/JPH0468606B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳现な説明】
産業䞊の利甚分野 本発明は、液晶衚瀺玠子や液晶−光シダツタ等
で甚いる液晶玠子、特に匷誘電性液晶を甚いた液
晶玠子に関し、曎に詳しくは液晶分子の初期配向
状態を改善するこずにより、衚瀺特性を改善した
液晶玠子に関するものである。 埓来の技術 匷誘電性液晶分子の屈折率異方性を利甚しお偏
光玠子ずの組み合わせにより透過光線を制埡する
型の衚瀺玠子がクラヌクClark及びラガヌり
オルLagerwallにより提案されおいる特開
昭56−107216号公報、米囜特蚱第4367924号明现
曞等。この匷誘電性液晶は、䞀般に特定の枩床
域においお、カむラルスメクチツク盞
SmC*又は盞SmH*を有し、この状態
においお、加えられる電界に応答しお第の光孊
的安定状態ず第の光孊的安定状態のいずれかを
取り、䞔぀電界の印加のないずきはその状態を維
持する性質、すなわち双安定性を有し、たた電界
の倉化に察する応答も速やかであり、高速ならび
に蚘憶型の衚瀺玠子ずしおの広い利甚が期埅され
おいる。 この双安定性を有する液晶を甚いた光孊倉調玠
子が所定の駆動特性を発揮するためには、䞀察の
平行基板間に配眮される液晶が、電界の印加状態
ずは無関係に、䞊蚘぀の安定状態の間での倉換
が効果的に起るような分子配列状態にあるこずが
必芁である。たずえばSmC*たたはSmH*盞を有
する匷誘電性液晶に぀いおは、SmC*たたは
SmH*盞を有する液晶分子盞が基板面に察しお垂
盎で、したが぀お液晶分子軞が基板面にほが平行
に配列した領域モノドメむンが圢成される必
芁がある。 ずころで、匷誘電性液晶の配向方法ずしおは、
䞀般にラビング凊理や斜方蒞着凊理などによる䞀
軞性配向凊理を斜した配向制埡膜を甚いる方法が
知られおいる。 この埓来からの配向方法は、そのほずんどが双
安定性を瀺さないらせん構造をも぀匷誘電性液晶
に察するものであ぀た。䟋えば、特開昭60−
230635号公報に開瀺された配向方法は、双安定性
を瀺さないらせん構造の状態䞋で匷誘電性液晶を
ラビング凊理したポリむミド膜によ぀お配向制埡
するものであ぀た。 しかしながら、前述した劂きの埓来の配向制埡
膜をクラヌクずラガりオヌルによ぀お発衚された
双安定性を瀺す非らせん構造の匷誘電性液晶に察
する配向制埡に適甚した堎合には、䞋述の劂き問
題点を有しおいた。 発明が解決しようずする問題点 すなわち、本発明者らの実隓によれば、埓来の
配向制埡膜によ぀お配向させお埗られた非らせん
構造の匷誘電性液晶でのチルト角埌述の第図
に瀺す角床がらせん構造をも぀匷誘電性液晶で
のチルト角埌述の第図に瀺す䞉角錐の頂角
の1/2に盞圓するず范べお小さくな぀おいるこ
ずが刀明した。特に、埓来の配向制埡膜によ぀お
配向させお埗た非らせん構造の匷誘電性液晶での
チルト角Ξは、䞀般に10°皋床で、その時の透過
率はせいぜい〜皋床であ぀た。 この様に、クラヌクずラガりオヌルによれば双
安定性を実珟する非らせん構造の匷誘電性液晶で
のチルト角がらせん構造をも぀匷誘電性液晶での
チルト角ず同䞀の角床をも぀はずであるが、実際
には非らせん構造でのチルト角Ξの方がらせん構
造でのチルト角より小さくな぀おいる。しか
も、この非らせん構造でのチルト角Ξがらせん構
造でのチルト角より小さくなる原因が非らせん
構造での液晶分子のねじれ配列に垰因しおいるこ
ずが刀明した。぀たり、非らせん構造をも぀匷誘
電性液晶では、液晶分子が第図に瀺す様に基板
の法線に察しお䞊基板に隣接する液晶分子の軞
より䞋基板に隣接する液晶分子の軞ねじ
れ配列の方向ぞの連続的にねじれ角Ύでね
じれお配列しおおり、このこずが非らせん構造で
のチルト角Ξがらせん構造でのチルト角より小
さくなる原因ずな぀おいる。 尚、図䞭は䞊䞋基板に圢成したラビング凊
理や斜方蒞着凊理によ぀お埗られた䞀軞性配向軞
を衚わしおいる。 ずころで、液晶の耇屈折を利甚した液晶玠子の
堎合、盎亀ニコル䞋での透過率は、 Ipsin24Ξsin2Δndλπ 匏䞭Ipは入射光匷床、は透過光匷床、Ξは
チルト角、Δnは屈折率異方性、は液晶
局の膜厚、λ入射光の波長である。 で衚わされる。前述の非らせん構造におけるチル
ト角Ξは第ず第の配向状態でのねじれ配列し
た液晶分子の平均分子軞方向の角床ずしお珟われ
るこずになる。䞊匏によれば、かかるチルト角Ξ
が22.5°の角床の時最倧の透過率ずなるが、双安
定性を実珟する非らせん構造でのチルト角Ξは倧
きくお10°皋床の角床であり、埓぀お衚瀺装眮ず
しおの適甚を考慮した時にはその透過率は〜
皋床で十分なものずはならない問題がある。 埓぀お、本発明の目的は、前述の問題点を解決
するこず、すなわち少なくずも぀の安定状態、
特に双安定性を実珟する非らせん構造の匷誘電性
液晶でのチルト角を増倧し、これによ぀お画玠シ
ダツタ開口時の透過率を向䞊させた液晶玠子を提
䟛するこずにある。 本発明の別の目的は、匷誘電性液晶のモノドメ
むン圢成に適した配向制埡膜を甚いた液晶玠子を
提䟛するこずにある。 問題点を解決するための手段及び䜜甚 すなわち、本発明は䞀察の平行基板ず、該䞀察
の平行基板の面に察しお垂盎又は略垂盎な耇数の
局を圢成しおいる分子の配列をも぀匷誘電性液晶
ずを有する液晶玠子においお、前蚘䞀察の平行基
板のうち少なくずも䞀方の基板が前蚘耇数の局を
䞀方向に優先しお配向させる高分子物質の被膜を
有し、特に該高分子物質の被膜が同䞀分子内に芪
氎性郚分ず疎氎性郚分を䜵有した高分子化合物の
単分子膜又は単分子环積膜により圢成されおいる
こずを特城ずする液晶玠子である。 以䞋、本発明を詳现に説明する。 第図は、本発明の液晶玠子の䞀実斜態様を瀺
す断面図である。第図に瀺す液晶玠子は、䞀察
の平行配眮した䞊基板及び䞋基板
ず、それぞれの基板に配線した透明電極ず
を備えおいる。䞊基板ず䞋基板
ずの間には匷誘電性液晶、奜たしくは少なくず
も぀の安定状態を瀺す非らせん構造の匷誘電性
液晶が配眮されおいる。 前述した透明電極ずは、匷誘電性
液晶をマルチプレクシング駆動するために、
それぞれストラむプ圢状で配線され、䞔぀そのス
トラむプ圢状が互いに亀差しお配眮されおいるこ
ずが奜たしい。 本発明の液晶玠子は、基板ずにそ
れぞれ高分子化合物の単分子膜又は単分子环積膜
により圢成された配向制埡膜ずが配
眮されおいる。 本発明における単分子膜又は単分子环積膜を構
成する高分子化合物は、その分子内に疎氎性郚分
及び芪氎性郚分を䜵有しお、それらが高次構造䞊
バランス良く配眮しおいる高分子化合物であれば
䜿甚可胜である。䞀般に疎氎性郚分の構成芁玠ず
しお代衚的なものは、アルキル基や䞍飜和の炭化
氎玠基であ぀お、盎鎖状のものも分枝状のものも
䜿甚しうる。さらにはプニル、ナフチル、アン
トラニル等の劂き瞮合倚環プニル基、ビプニ
ル、タヌプニル等の鎖状倚環プニル基等の疎
氎基等が挙げられる。これらは各々単独又はその
耇数が組み合されお䞊蚘分子の疎氎性郚分を構成
する。 䞀方、芪氎性郚分の構成芁玠ずしお最も代衚的
なものは、䟋えばカルボキシル基及びその金属塩
䞊びにアミン塩、スルホン酞基及びその金属塩䞊
びにアミン塩、スルホンアミド基、アミド基、ア
ミノ基、むミノ基、ヒドロキシル基、玚アミノ
基、オキシアミノ基、オキシむミノ基、ゞアゟニ
りム基、グアニゞン基、ヒドラゞン基、リン酞
基、ケむ酞基、アルミン酞基等の芪氎性基等が挙
げられる。これらも各々単独又はその耇数が組み
合わされお䞊蚘分子の芪氎性郚分を構成する。 ここで、分子内に芪氎性郚分及び疎氎性郚分を
有するずは、䟋えば分子が䞊蚘のような芪氎基及
び疎氎基の䞡者を分子内に぀ず぀有するか、又
は分子内に぀以䞊の芪氎基及び疎氎基を有する
堎合には、分子党䜓の構成においおある郚分が他
の郚分ずの関係においお芪氎性であり、䞀方埌者
の郚分は前者の郚分ずの関係においお疎氎性の関
係を有するこずをいう。 高分子化合物においおは疎氎性基ず芪氎性基は
䞀次元配列のみならず、α−ヘリツクスやβ−シ
ヌト構造等の二次構造やさらには立䜓的構造など
の高次構造を有しおいるため、疎氎性基ず芪氎性
基が高次構造的にバランス良く分垃しおいるこず
が必芁である。そしお、これら高次構造をも぀分
子を高秩序に配列配向するこずにより、埓来の配
向制埡膜にない配向制埡機胜が発珟されるものず
期埅される。 本発明における単分子膜又は単分子环積膜を構
成する䞊蚘の劂き高分子化合物の具䜓䟋ずしお
は、䟋えば䞋蚘の劂き高分子が挙げられる。 ポリペプチド誘導䜓 䟋えば、合成ポリペプチドずしおは ポリ−γ−メチル−−グルタメむト
PMLG ポリ−γ−ベンゞル−−グルタメむト
PBLG ポリ−ε−ベンゞルオキシカルボニル−−
リゞンPBCL などのアミノ酞及びその誘導䜓を脱氎重合しお埗
られる分子量䞇〜癟䞇、奜たしくは分子量10侇
〜70䞇のポリペプチド さらには倩然の蛋癜質ずしお、䟋えば バクテリオロドプシン チトクロヌム カむモトリプシン りシ血枅アルブミン トリプシン などの粒状蛋癜質が挙げられる。 無氎アレむン酞ポリマヌ誘導䜓 䟋えば、 ポリ−−オクタデシルビニル゚ヌテル−マ
レむツクアンハむドラむド ポリ−オクタデセン−−マレむツクアンハ
むドラむド ポリ−スチレン−マレむツクアンハむドラむ
ド が挙げられる。分子量1000〜100000のものが奜た
しくい。 ポリアミド酞誘導䜓 ′′−ゞプニルテトラカルボン
酞又はピロメツト酞等の酞無氎物ず−プ
ニレンゞアミン、′−ゞアミノゞプニ
ル及び′−ゞアミノタヌプニル、さ
らには′−ゞアミノゞプニル゚ヌテル
等のゞアミノ化合物ずの脱氎瞮合により埗
られるポリアミド酞の長鎖アルキルアミン塩䟋
えばCH32−CH2−oCH310≊≊25が挙
げられる。 これらのポリアミド酞の単分子膜は酞および熱
凊理によりポリむミド単分子膜になり、このポリ
むミド被膜を配向制埡膜ずしお䜿甚する。 本発明における単分子膜又は単分子环積膜の䜜
成方法の抂芁に぀き、䞀般に広く知られおいるク
ヌンKuhmの研究グルヌプが考案したラング
ミナア・ブロゞ゚ツト法の成膜装眮を䜿甚する堎
合を䟋ずしお説明する。尚、本䟋では単分子膜を
展開する液䜓を氎ずしお説明を行う。 たず、前述の分子を成膜分子ずし、これをベン
れン、クロロホルム等の揮発性溶媒に溶解する。 この溶液を入れた槜トラフにスポむト等で
滎䞋し、氎盞䞊に該成膜分子の単分子膜を展開す
る。次に、単分子膜が氎盞䞊を自由に拡散しお広
がりすぎないようにするために蚭けられおいる浮
子たたは仕切板を動かし、単分子膜の展開面
積を瞮小しお単分子膜が二次元固䜓膜の状態にな
るたで、単分子膜に衚面圧をかける。この衚面圧
を維持しながら、基板を氎面に垂盎に䞔぀これを
暪切るように静かに䞊䞋させるこずにより、単分
子膜を基板䞊に移し取る。単分子膜は以䞊で補造
されるが、単分子环積膜は、前蚘の䞊䞋の操䜜を
繰り返すこずにより所望の环積床の単分子环積膜
が圢成される。 以䞊、クヌンKuhmの成膜装眮によ぀お単
分子膜又は単分子环積膜を䜜成する堎合を瀺した
が、本発明における単分子膜又は単分子环積膜を
䜜成するための装眮は䞊蚘䟋に限定されるもので
はなく、その他氎平付着方法や円筒回転法等のラ
ングミナア・ブロゞ゚ツト法の原理に基く成膜装
眮を広く䜿甚するこずが可胜である。 このようにしお、基板䞊に圢成された高分子化
合物の単分子膜又は単分子环積膜は基板匕き䞊げ
方向に察しお膜構成分子が䞀定の配向特性を瀺す
こずが知られおいる。したが぀お該高分子化合物
の単分子膜又は単分子环積膜は、そのデむピング
方向に䞀軞性の配向制埡効果を持぀。しかし本発
明では䞀軞性配向効果をより顕著にするため、該
単分子膜又は単分子环積膜の衚面にラビング凊理
を斜すこずが奜たしい。そしお、これらの配向制
埡膜は、絶瞁膜ずしおの機胜ももたせるこずが可
胜で、通垞50Å〜1Ό皋床、奜たしくは100Å〜
1000Åの範囲の膜厚で圢成される。 次に、本発明の液晶玠子に甚いられる䞀察の平
行基板の面に察しお垂盎な耇数の局を圢成しおい
る分子の配列をも぀匷誘電性液晶に぀いお説明す
る。 第図は、らせん構造を甚いた匷誘電性液晶セ
ルの䟋を暡匏的に描いたものである。ず
は、In2O3、SnO2やITOIndium Tin
Oxide等の透明電極がコヌトされた基板ガラ
ス板であり、その間に耇数の液晶分子局が
ガラス基板面に察しお垂盎な局ずなるよう配向し
たSmC*カむラルスメクチツク盞の液晶が
封入されおいる。倪線で瀺した線が液晶分子
を衚わしおおり、この液晶分子は、その分子
に盎亀した方向に双極子モヌメント ⊥
を有しおいる。この時の䞉角錐の頂角をなす角床
がかかるらせん構造のカむラスメクチツク盞での
チルト角を衚わしおいる。基板ず
䞊の電極間に䞀定の閟倀以䞊の電圧を印加する
ず、液晶分子のらせん構造がほどけ、双極子
モヌメント ⊥はすべお電界方向に向く
よう、液晶分子の配向方向を倉えるこずがで
きる。 しかし、このらせん構造を甚いた匷誘電性液晶
は、電界無印加時には、もずのらせん構造に埩垰
するもので、䞋述する双安定性を瀺さない。 本発明の奜たしい具䜓䟋では、少なくずも぀
の安定状態、特に双安定状態をも぀第図に瀺す
匷誘電性液晶玠子を甚いるこずができる。すなわ
ち、液晶セルの厚さを充分に薄くした堎合䟋え
ば1Όには、第図に瀺すように電界を印加し
おいない状態でも液晶分子のらせん構造はほど
け、非らせん構造ずなり、その双極子モヌメント
Pa又はPbは䞊向き又は䞋向きのど
ちらかの状態をずり、双安定状態が圢成される。
このようなセルに第図に瀺す劂く䞀定の閟倀以
䞊の極性の異なる電界EaたたはEbを付䞎するず、
双極子モヌメント電界Ea又はEbは電界ベクトル
に察応しお䞊向き又は、䞋向きず向
きを倉え、それに応じお液晶分子は第の安定状
態かあるいは第の安定状態の䜕れ
か䞀方に配向する。この時の第ず第の安定状
態のなす角床の1/2がチルト角Ξに盞圓しおいる。 このような匷誘電性液晶を光孊倉調玠子ずしお
甚いるこずの利点は぀ある。第に、応答速床
が極めお速いこず、第に液晶分子の配向が双安
定性を有するこずである。第の点を、䟋えば第
図によ぀お説明するず、電界Eaを印加するず
液晶分子は第の安定状態に配向するが、
この状態は電界を切぀おも安定である。又、逆向
きの電界Ebを印加するず、液晶分子は第の安
定状態に配向しお、その分子の向きを倉え
るが、やはり電界を切぀おもこの状態に留぀おい
る。このような応答速床の速さず、双安定性によ
るメモリヌ効果が有効に実珟されるには、セルず
しおは出来るだけ薄い方が奜たしく、䞀般的に
は、0.5Ό〜20Ό、特に1Ό〜5Όが適しおいる。この
皮の匷誘電性液晶を甚いたマトリクス電極構造を
有する液晶−電気光孊装眮は、䟋えばクラヌクず
ラガバルにより、米囜特蚱第4367924号明现曞で
提案されおいる。 本発明の液晶玠子で甚いるこずができる匷誘電
性液晶ずしおは、䟋えば−デシロキシベンゞリ
デン−p′−アミノ−−メチルブチルシンナメヌ
トDOBAMBC、−ヘキシロキシベンゞリ
デン−p′−アミノ−−クロルプロピルシンナメ
ヌトHOBACPC、−デシロキシベンゞリデ
ン−p′−アミノ−−メチルブチル−α−シアノ
シンナメヌトDOBAMBCC−テトラデシ
ロキシベンゞリデン−p′−アミノ−−メチルブ
チル−α−シアノシンナメヌト
TDOBAMBCC、−オクチルオキシベンゞ
リデン−p′−アミノ−−メチルブチル−α−ク
ロロシンナメヌトOOBAMBCC、−オクチ
ルオキシベンゞリデン−p′−アミノ−−メチル
ブチル−α−メチルシンナメヌト、4′−アゟ
キシシンナミツクアシツド−ビス−メチルブ
チル゚ステル、−−−メチルブチル
レゟシリデン−4′−オクチルアニリン、−
2′−メチルブチルプニル−4′−オクチルオ
キシビプニル−−カルボキシレヌト、−ヘ
キシルオキシプニル−−2″−メチルブチル
ビプニル−4′−カルボキシレヌト、−オクチ
ルオキシプニル−−2″−メチルブチルビ
プニル−4′−カルボキシレヌト、−ヘプチル
プニル−−4″−メチルヘキシルビプニ
ル−4′−カルボキシレヌト、−2″−メチルブ
チルプニル−−4″−メチルヘキシルビ
プニル−4′−カルボキシレヌトなどを挙げるこ
ずができ、これらは単独又は皮類以䞊組合せお
甚いるこずができ、又匷誘電性を瀺す範囲で他の
コレステリツク液晶やスメクチツク液晶を含有さ
せるこずができる。 又、本発明では匷誘電性液晶ずしおカむラルス
メクチツク盞を甚いるこずができ、具䜓的には、
カむラルスメクチツク盞SmC*、盞
SmH*盞SmI*盞SmK*や盞
SmG*を甚いるこずができる。 次に、本発明においおは、前述した配向制埡膜
ずのラビング軞などの䞀軞性配向軞
を互に平行又は亀差させるこずができるが、特に
第図に瀺す様に䞀軞性配向軞を亀差させるこず
が奜たしい。 即ち、第図に瀺す様に、䞊基板ず䞋基板に圢
成する䞀軞性配向凊理面では、無電界時にそれぞ
れの䞀軞性配向軞ずが第図に瀺すねじ
れ配列の方向ずは反察方向の角床で亀差
しおいる。この様な䞀軞性配向凊理面の存圚䞋に
カむラルスメクチツク盞を該盞より高枩偎の盞よ
りの降枩で配向させた時に、䞊䞋基板に隣接する
液晶分子の軞は互いに平行ずなる。このカむ
ラルスメクチツク盞では降枩䞋で䞀軞性配向軞
ずの䞭間の角床をも぀お配向したスメクチ
ツク盞SmAでの液晶分子の軞からチ
ルト角Ξ又は−Ξをも぀お液晶分子が配向し、
第ず第の安定状態チルト角Ξのずき第の
安定状態、チルト角−Ξの時第の安定状態を
圢成するこずができる。 この液晶玠子では、盎亀ニコルの䞀方の偏光軞
を第の安定状態における分子軞方向に察応
する液晶分子の軞ず平行ずしお、他方の偏光
軞を偏光軞ず盎亀させた時に最倧コント
ラストを埗るこずができる。 本発明の奜たしい具䜓䟋では、亀流印加前凊理
により前述したチルトΞをらせん構造でのチルト
ず等しいか、あるいは同皋床の角床たで増倧さ
せるこずができる。この時のチルト角をΞ′ずす
る。この際に甚いる亀流ずしおは、電圧20〜500
ボルト、奜たしくは30〜150ボルトで呚波数10〜
500Hz、奜たしくは10〜200Hzを甚いるこずがで
き、その印加時間を数秒〜10分間皋床で亀流印加
前凊理を斜すこずができる。又、かかる亀流印加
前凊理は、液晶玠子を䟋えば映像信号や情報信号
に応じお曞蟌みを行う前の段階で行なわれ、奜た
しくはかかる液晶玠子を装眮に組蟌み、かかる装
眮を操䜜する時のり゚むトタむムで前述の亀流印
加前凊理を行なうか、あるいはかかる液晶玠子の
補造時でも亀流印加前凊理を斜すこずができる。 かかる亀流印加前凊理は、本発明者らが行な぀
た実隓、すなわち第図又は第図に瀺す双安定
状態をも぀匷誘電性液晶玠子に亀流電堎を印加す
るず、印加前のチルト角Ξがらせん構造でのチル
トず同皋床にたで増倧させたチルト角Ξ′ずする
こずができ、しかも第図に瀺す状態の堎合では
かかる亀流印加を陀去した埌であ぀おもその増倧
されたチルト角Ξ′を維持するこずができる。 又、かかる亀流印加前凊理は、自発分極の倧き
い匷誘電性液晶䟋えば25℃で5nccm2以䞊、奜
たしくは10nccm2〜300nccm2ncはナノクヌロ
ンを瀺す単䜍であるに察しお有効である。この
自発分極は100Όセルで䞉角波印加法*により枬定
するこずができる。 ゞダパニヌズ・ゞダヌナル・オブ・アプラむ
ド・フむゞツクスJapanese Journal of
Applied Physics2210号、661〜663頁
1983幎に掲茉されたケヌ・ミダサトK.
Miyasatoらの共著の”ダむレツクト・メ゜ツ
ド・りむズ・ドラむアングラヌ・り゚ヌブズ・フ
オ−・メゞダヌリング・スポンタナス・ポヌラリ
れヌシペン・むン・プロ゚レクトリツク・リキ
ツド・クリスタル””Direct Method with
Triangular Waves for Measuring
Spontaneous Polarization in Ferroelectric
Liquid Crystal”による。 本発明では、前述した配向制埡膜ず
のうち、䞀方の配向制埡膜の䜿甚を省略するこ
ずができる。又、本発明の別の具䜓䟋では、前述
した配向制埡膜ずのうち、䞀方の配
向制埡膜を別の配向制埡膜ずするこずも可胜であ
る。この他の配向制埡膜を圢成する被膜ずしお
は、䟋えばポリビニルアルコヌル、ポリアミド、
ポリ゚ステル、ポリむミド、ポリアミドむミド、
ポリ゚ステルむミドなどの被膜を挙げるこずがで
きる。又、他の配向制埡膜ずしおSiOやSiO2など
の無機物質を斜方蒞着によ぀お圢成したものも䜿
甚可胜である。 実斜䟋 以䞋、本発明を実斜䟋及び比范䟋を瀺し、さら
に具䜓䟋を挙げお説明する。 実斜䟋  枚の0.7mm厚のガラス板を甚意し、それぞれ
のガラス板の䞊に1000ÅのITO電極を圢成した。 次に、合成ポリペプチドのポリ−γ−ベンゞル
−−グルタメむトPBLG、分子量64䞇を
塩化メチレンに溶解濃床1mgmlした埌、枩
床17℃の玔氎䌝導床0.03ÎŒscmの䞊に展開し
た。 溶媒の塩化メチレンを蒞発陀去したのち、衚面
圧を5dyncmたで高め、䞀局の単分子膜を氎面
䞊に圢成した。衚面圧を5dyncmに保ち、1.5時
間攟眮した埌、䞊蚘ITO基板を氎面を暪切る方向
に䞊䞋速床2.5mm分で静かに䞊䞋しお20局に环
積した。 この环積条件では、匕き䞊げ時にのみPBLGが
环積され、型の単分子膜环積膜膜厚玄 220
Åを埗た。 このPBLGの単分子环積膜には、さらにデむツ
ピング方向ず平行に垃によるラビング凊理がなさ
れ、配向制埡膜ずした。それぞれの配向制埡膜に
おけるラビング軞が、互に平行ずなる様に枚の
ガラス基板をセル組みした。 セル厚䞊䞋基板の間隔は䞋基板に予め圢成
しおおいたフオトレゞストスペヌサヌで保持し
た。 この液晶セルこれを1.8ÎŒmセルずいうに䞋
述の混合液晶を等方盞䞋で真空泚入しおから、等
方盞から0.5℃で30℃たで陀冷するこずによ
り配向させるこずができた。以埌の実隓は30℃で
行぀た。 混合液晶 重量比     0.3 SmC*の枩床範囲〜35℃ 盎亀ニコル䞋でこのセルを芳察するず、䞀様で
欠陥のない非らせん構造のカむラルスメクチツク
盞を圢成したモノドメむンが埗られおいた。 この液晶セルにパルス電界20V500ÎŒsec
を印加するこずにより、䞀方の安定状態に液晶分
子方向をそろえ、盎亀ニコル䞋で、液晶セルを回
転させながら透過光量が最も䜎くなる最暗状態ず
なる䜍眮を芋぀け、次に、前のパルスず逆極性の
パルス電界−20V500ÎŒsecを印加するこず
によ぀お、もう䞀方の安定分子配列状態に転移さ
せお明状態ずした埌、再び液晶セルを回転させお
最暗状態ずなる角床を芋぀けた。以䞊぀の最暗
状態の䜍眮は、液晶の安定な平均的分子軞を怜出
しおいるこずに察応し、これら぀の状態の間の
角床がチルト角Ξに盞圓しおいる。 こうしお前述の液晶セルのチルト角を枬定した
ずころ、14°であ぀た。すなわち、本䟋の液晶セ
ルは、双安定性カむラルスメクチツク盞で実珟し
たメモリヌ状態䞋で、そのチルト角が埓来のもの
にはない倧きなチルト角を瀺しおいた。又、この
液晶セルにおける最明状態での透過光量を枬定し
たずころ、12であ぀た。この時の透過光量の枬
定は、フオトマルによ぀お行な぀た。 次に、本発明者らは、前述の液晶セルにおける
基板の法線方向に察する液晶分子のねじれ配列角
床ずその方向を枬定した。この枬定のために、前
述の液晶セルで甚いた1.8ÎŒmのフオトレゞストス
ペヌサに代えお、3.0ÎŒmのアルミナビヌズをスペ
ヌサずしお甚いたほかは、党く同様の方法で液晶
セル3.0ÎŒmセルずいうを䜜成した。 液晶分子のねじれ配列角床の枬定は、盎亀ニコ
ル䞋での最暗状態時の亀差角から、䞀方の怜光子
を回転させお、その亀差角を倉化させ、さらに暗
い状態ずなる䜍眮を芋぀け、盎亀時から䞀方の怜
光子を回転させた角床を枬定した。この角床は、
前述のねじれ角Ύに盞圓しおいる。 埓぀お、前述の3.0ÎŒmセルに関しお、芳察者か
ら芋お、時蚈たわりを正ずし、反時蚈たわ
りを負−ずするず、怜光子を盎亀ニコルから
負方向に〜5°回転し、次いで液晶セルを回転し
お暗状態を捜すこずができた。たた、偏光子を盎
亀ニコルから正方向に〜5°回転しおも同様に暗
状態が埗られた。埓぀お、この玠子での液晶分子
は、正方向にねじれ配列を圢成しおおり、䞊䞋基
板の隣接面にある液晶分子の長軞が〜5°のねじ
れ角Ύをも぀おねじれおいるこずが刀぀た。 実斜䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルで甚いた平行なラビング
軞に代えお、負方向−に45°及び20°の角床で
亀差したラビング軞を甚いたほかは、実斜䟋ず
党く同様の方法で液晶セルを䜜成した。 この液晶セルのチルト角を枬定したずころ、䜕
れも14°であ぀た。これら぀の液晶セルは、䜕
れもSmC*の高枩偎にSmAが存圚しおいるが、
SmAの光軞は亀差したラビング軞のなす角床の
二等分線䞊に存圚しおいるこずが刀぀た。 次いで、䞊述した皮の液晶セルにそれぞれ電
圧70ボルトで呚波数70Hzの高電界亀流を玄分間
印加した亀流印加前凊理。この時のチルト角
Ξ′を枬定した。この結果を䞋蚘の衚に瀺す。
【衚】 この皮の液晶セルに぀いお、前述の3ÎŒmセル
の液晶玠子でのねじれ角Ύを枬定した時の方法ず
同様の方法で第図に瀺すねじれ角Ύを枬定した
ずころ、亀差角−45°ず−20°の亀差ラビング軞を
甚いた液晶玠子では、䞊䞋基板の法線に察する液
晶分子のねじれ角Ύは芳察されず、䞊䞋基板に隣
接する液晶分子軞は互いに平行であるこずが刀぀
た。しかも亀差角−45°ず−20°の亀差ラビング軞
を甚いた液晶玠子では20ボルトず−20ボルトの
駆動甚矩圢パルスを1msecで亀互に印加し続けお
も衚のチルト角Ξ′を維持するこずができた。こ
れは、実際に映像信号や情報信号に応じお、この
液晶玠子に䟋えば特開昭59−193426号公報や特開
昭59−19347号公報に蚘茉された様な時分割駆動
法を適甚した堎合であ぀おも、最倧チルト角Ξ′を
維持するこずができる点に察応したものである。
又、この時の透過率を枬定したずころ、䜕れも玄
18であ぀た。 ねじれ角Ύをも぀ねじれ配列状態の方向は、基
板ずその界面付近の液晶ずの盞互䜜甚により決た
る。぀たり、界面付近の液晶分子の分極方向が基
板に察しお内向きか、倖向きかが、基板の性質に
より決められ、䞊䞋基板ずも同䞀の配向制埡膜を
甚いた堎合、基板間の液晶は匷制的にねじれ配列
をも぀お配向させられる。 基板の法線に沿぀たねじれ配列の方向ず䞀軞性
配向軞のずらし方向が同䞀方向の堎合、基板の界
面付近の分子は各基板の配向軞方向に配列するた
め、ねじれ配列状態がより安定化され、前述の亀
流印加前凊理の埌のチルト角Ξ′の状態では準安定
の配向状態ずなる。 前述の亀流印加前凊理の埌のチルト角Ξ′の状態
では界面付近の分子の分極が、䞀方の基板では内
向きで、他の基板では倖向きの配列をずる必芁が
ある。 液晶のねじれ配列方向ず反察方向に䞀軞性配向
軞をずらした堎合、すなわち、ねじれ配列方向ず
反察方向の角床で䞀軞性配向軞を亀差した堎合、
分子分極ず界面ずの盞互䜜甚による安定化゚ネル
ギヌよりも、䞀軞配向性軞による匷制的なアンカ
リングによる安定化゚ネルギヌの方が倧きく、埓
぀お安定なチルト角Ξ′をも぀状態が実珟できる。 埓぀お、透過率が高い匷誘電性液晶玠子を実珟
するためには、ねじれ配列状態を解消し、しかも
亀流印加前凊理によ぀お付加された理想的な配列
状態を安定化する方向に䞀軞性配向軞に互いにず
らすこずが必芁である。その方向ずは、液晶ず基
板界面によ぀お決められるねじ角Ύをも぀液晶の
ねじれ配列方向の反察方向である。 比范䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルを䜜成した時に甚いた配
向制埡膜ずしお、′′−ゞプニル
テトラカルボン酞無氎物ず−プニレンゞアミ
ンずをのモル比で脱氎瞮合反応させお埗た
ポリアミツク酞の3.5重量−メチル−−ピ
ロリドン液による塗垃膜を脱氎閉環させお圢成し
たポリむミド塗垃膜にラビング凊理したものに代
えお䜿甚したほかは、党く同様の方法で液晶セル
を䜜成した。 この液晶セルにおけるチルト角Ξず透過率を実
斜䟋ず同様の方法で枬定したずころ、チルト角
Ξは6°〜8°で、その時の透過率は〜皋床で
あ぀た。すなわち、本比范セルは、双安定性カむ
ラルスメクチツク盞で実珟したメモリヌ状態䞋で
のチルト角が小さく、又その透過率は衚瀺装眮に
適甚するには党く䞍十分である。 比范䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルを䜜成した時に甚いた配
向制埡膜ずしお、′′−ゞプニル
テトラカルボン酞無氎物ず′−ゞアミノゞ
プニルずをのモル比で脱氎瞮合反応させ
お埗たポリアミツク酞の3.5重量−メチル−
−ピロリドン液による塗垃膜を脱氎閉環させお
圢成したポリむミド塗垃膜にラビング凊理したも
のに代えお䜿甚したほかは、党く同様の方法で液
晶セルを䜜成した。 この液晶セルにおけるチルト角Ξず透過率を実
斜䟋ず同様の方法で枬定したずころ、チルト角
Ξは6°〜7°で、その時の透過率は〜皋床で
あ぀た。 比范䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルを䜜成した時に甚いた配
向制埡膜ずしお、′′−ゞプニル
テトラカルボン酞無氎物ず′−ゞアミノタ
ヌプニルずをのモル比で脱氎瞮合反応さ
せお埗たポリアミツク酞の3.5重量−メチル
−−ピロリドン液による塗垃膜を脱氎閉環させ
お圢成したポリむミド塗垃膜にラビング凊理した
ものに代えお䜿甚したほかは、党く同様の方法で
液晶セルを䜜成した。 この液晶セルにおけるチルト角Ξず透過率を実
斜䟋ず同様の方法で枬定したずころ、チルト角
Ξは5°〜7°で、その時の透過率は〜皋床で
あ぀た。 実斜䟋  実斜䟋の1.8ÎŒmセルを䜜成した時に甚いた配
向制埡膜にラビング凊理を斜さなか぀た以倖は、
実斜䟋ず党く同様の方法で液晶セルを䜜成し
た。 この液晶セルにおけるチルト角Ξず透過率を実
斜䟋ず同様の方法で枬定したずころ、チルト角
Ξは13°で、その時の透過率は11であ぀た。 実斜䟋 〜 実斜䟋の1.8ÎŒmセルで甚いた配向制埡膜を䞋
蚘の衚に挙げた単分子环積膜をラビング凊理し
たものに代えお䜿甚したほかは、実斜䟋ず党く
同様の方法で液晶セルを䜜成しおから、同様の方
法で液晶セルにおけるチルト角Ξず、その時の透
過率を枬定した。その結果を衚に瀺す。
【衚】 (泚)  実斜䟋はラビング凊理無し
発明の効果 本発明の液晶玠子による配向制埡によれば、匷
誘電性液晶、特に非らせん構造によ぀お埗られる
少なくずも぀の安定状態をも぀匷誘電性液晶の
モノドメむンを埗るこずができる点に第の効果
を有し、さらに匷誘電性液晶の非らせん構造によ
぀お発珟する少なくずも぀の安定状態䞋、特に
双安定状態䞋、すなわち、メモリヌ状態䞋で
のチルト角Ξを増倧させるこずができる点に第
の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第図は本発明の液晶玠子の぀の実斜態様を
衚わす断面図、第図はらせん構造の匷誘電性液
晶を甚いた液晶玠子を暡匏的に衚わす斜芖図、第
図は非らせん構造の匷誘電性液晶を甚いた液晶
玠子を暡匏的に衚わす斜芖図、第図は基板の䞀
軞性配向軞ず非らせん構造の匷誘電性液晶分子の
軞ずの関係を衚わす説明図、第図は本発明の液
晶玠子で甚いた䞀軞配向軞ず液晶分子の軞ずの関
係を衚わす説明図である。   䞊基板、  䞋基板、
  透明電極、  匷誘電性液
晶、  配向制埡膜、  基
板、  液晶分子局、  液晶分子、
  双極子モヌメント、  第の安定
状態、  第の安定状態、  䞊
向き双極子モヌメント、  䞋向き双極子
モヌメント、  らせん構造でのチルト角、Ξ
  非らせん構造でのチルト角、EaEb  電
界、  䞊䞋基板に圢成した䞀軞性配向軞、
  䞊基板に隣接する液晶分子の軞、 
 䞋基板に隣接する液晶分子の軞、  ねじ
れ配列の方向、Ύ  ねじれ角、  䞊基板
に圢成した䞀軞性配向軞、  䞋基板に圢成
した䞀軞性配向軞、  䞊䞋基板に隣接する
液晶分子の軞、  SmAでの液晶分子の軞、
  ねじれ配列の方向ず反察方向、  
盎亀ニコルの䞀方の偏光軞、  盎亀ニコル
の他方の偏光軞。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  䞀察の平行基板ず、該䞀察の平行基板の面に
    察しお垂盎又は略垂盎な耇数の局を圢成しおいる
    分子の配列をも぀匷誘電性液晶ずを有する液晶玠
    子においお、前蚘䞀察の平行基板のうち少なくず
    も䞀方の基板が前蚘耇数の局を䞀方向に優先しお
    配向させる高分子物質の被膜を有し、特に該高分
    子物質の被膜が同䞀分子内に芪氎性郚分ず疎氎性
    郚分を䜵有した高分子化合物の単分子膜又は単分
    子环積膜により圢成されおいるこずを特城ずする
    液晶玠子。  前蚘匷誘電性液晶が少なくずも぀の安定状
    態をも぀液晶である特蚱請求の範囲第項蚘茉の
    液晶玠子。  前蚘匷誘電性液晶が双安定性をも぀液晶であ
    る特蚱請求の範囲第項蚘茉の液晶玠子。  前蚘匷誘電性液晶がカむラルスメクチツク液
    晶である特蚱請求の範囲第項蚘茉の液晶玠子。  前蚘匷誘電性液晶が非らせん構造のカむラル
    スメクチツク液晶である特蚱請求の範囲第項蚘
    茉の液晶玠子。
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