JPH0968710A

JPH0968710A - 強誘電性液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0968710A
Application number: JP15710096A
Authority: JP
Inventors: Fumi Miyazaki; 文宮▲崎▼; Mitsuhiro Kouden; 充浩向殿; Gasu Pooru; ガスポール
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】耐ショック性が良好で、電圧−メモリパルス
幅曲線において極小値を示し、そして良好な双安定スイ
ッチングを示す強誘電性液晶表示装置を提供する。【解決手段】少なくとも電極膜および配向膜を有する
基板間に強誘電性液晶材料と高分子材料とからなる複合
体が挟持される構造を有し、両基板界面における強誘電
性液晶分子のプレティルトの方向が同一であり、強誘電
性液晶材料はシェブロン層構造を有し、そしてシェブロ
ン層構造の折れ曲がりの方向と両基板界面における強誘
電性液晶分子のプレティルトの方向とが同一である強誘
電性液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電性液晶を用
いた表示装置に関する。さらに詳しくは、強誘電性液晶
と高分子材料とからなる複合体を用いた表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】強誘電性液晶ディスプレイは、通常キラ
ルスメクティックＣ相という液晶相を利用する。この液
晶相では、液晶分子は層構造を形成し、そして液晶分子
はこの層に対して傾いて配列している。液晶分子は、バ
ルク状態では螺旋構造を有する分子配列をとるが、螺旋
ピッチよりも薄い液晶セル中では、この螺旋がほどけ
て、図１に示すような双安定な分子配列をとる。強誘電
性液晶は層に対して垂直な方向に自発分極（Ｐｓ）を有
しており、その方向に電界を印加すると液晶分子は電界
の方向に自発分極を揃えるように再配列する。これに一
対の偏光板（偏光子と検光子）を組み合わせることによ
り明暗の表示を行うことができる(N.A.Clarkおよび S.
T.Lagerwall、 Appl.Phys.Lett.、 36、 899(1980))。

【０００３】上記強誘電性液晶の再配列は、電界と液晶
分子の自発分極との直接相互作用によって起こるため、
液晶分子のマイクロ秒オーダーの高速応答が可能とな
る。また、液晶分子は、電界を切った後も、電界を切る
前の層に対して傾いた状態を保つ性質がある。これがい
わゆるメモリ性である。高速応答とメモリ性という特徴
を利用することにより、１走査線ごとに高速で情報を表
示できるため、単純マトリクス型の大表示容量のディス
プレイの作製が可能となる。

【０００４】図２に強誘電性液晶ディスプレイ１１の基
本構造を示す。ＩＴＯ(Indium Tin0xide)電極膜２ａ、
絶縁膜３ａおよび配向膜４ａを有するガラス基板１ａと
偏光板１２ａとからなる基板９とＩＴＯ(Indium Tin 0x
ide)電極膜２ｂ、絶縁膜３ｂおよび配向膜４ｂを有する
ガラス基板１ｂと偏光板１２ｂとからなる基板１０と
が、ｌ．５μｍ前後のセル厚で、シール部材６を介して
貼り合わされている。基板９および１０間には液晶材料
７が封入されている。配向膜４ａおよび４ｂには、通常
ポリイミドなどの高分子膜が用いられ、その表面はラビ
ングされている。電極膜２ａおよび２ｂには駆動回路が
接続されている。

【０００５】セル厚が１．５μｍ程度と薄いことと、液
晶が強誘電性液晶であることを除けば、強誘電性液晶デ
ィスプレイは従来の単純マトリクス型液晶ディスプレイ
と同じ構造を有している。

【０００６】強誘電性液晶表示装置の大きな問題点は、
ショックや圧力に弱いため、安定した表示装置が得られ
にくいということである(N.Wakita ら, Abstr. 4th Int
ernational Conference on Ferroelectric Liquid Crys
tals, 367(l993))。一般に、圧力やショックによって液
晶セル内の液晶分子は流動しやすい。この液晶分子の流
動によって初期の液晶分子の分子配列は乱される。上記
強誘電性液晶表示装置がショックや圧力に弱いのは、一
度乱された強誘電性液晶分子の配列が、再び自発的に元
の配列に復帰しないことが原因である。従って、強誘電
性液晶素子の耐ショック性を高めるためには、ショック
によって液晶セル内で液晶分子の流動が生じないように
することが必要である。

【０００７】ショックによる液晶分子の流動を防止する
方法として、次のような方法が提案されている。１つの
方法は、高分子分散型強誘電性液晶材料を用いる方法で
ある(H.Molsen, R.Bardon, H.S.Kitzerow, The 13th in
ternational disp1ay reserch conference, Proc of Eu
ro Display '93, Strasbourg, 1993, p.113)。

【０００８】この方法を用いて、応答速度、コントラス
ト、使用可能な温度範囲などの実用的ディスプレイに求
められる要件を満足する材料あるいはデバイスは、未
だ、作製されていない。

【０００９】別な方法として、強誘電性液晶に高分子液
晶を添加する方法が提案されている(G.Lester, H.Cole
s, A.Murayama, Ferroelectrics, 148, 389(1993))。こ
の方法では、高分子液晶の添加により強誘電性液晶分子
の配向性が低下し、かつ液晶分子の応答速度が遅くなる
問題点がある。

【００１０】近年、強誘電性液晶と光硬化性プレポリマ
ーとの混合物に紫外線を照射することによって、光重合
により形成された高分子と強誘電性液晶とを相分離する
方法が提案されている（藤掛ら、第41回応用物理学関係
連合講演会講演予稿集No.3,ll20(l994))。この方法は、
形成された高分子が微細なために、光散乱が生じないと
いう利点を有する。また、耐ショック性の向上について
も上記文献には開示も、示唆もされていない。さらに、
強誘電性液晶と光硬化性プレポリマーとの混合物をネマ
ティック相（75℃）にまで加熱してポリイミド膜で配向
させながら高分子と強誘電性液晶とを相分離させるた
め、強誘電性液晶分子は本来のスメクティックＣ相をと
らないまま高分子で固定される。その結果、充分な強誘
電性液晶分子の分子配向が得られないという問題点が生
じる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題を解決するべくなされたもので、良好な
強誘電性液晶分子の配向性、良好な表示特性、および耐
ショック性を同時に満足する該強誘電性液晶表示装置の
提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明者らは、強誘電性液晶の配向状態を維持し
つつ耐ショック性を向上させる手法を鋭意検討した結
果、液晶材料と光重合性モノマー材料との混合物におい
て、特定の強誘電性液晶の配向状態を形成させた後にモ
ノマーを光重合するか、または液晶材料と光重合性モノ
マー材料との等方性混合物を形成した後にモノマーを光
重合させ、次いで液晶材料が特定の配向状態をとる温度
にまで冷却することにより、強誘電性液晶の配向状態を
維持しつつ液晶分子の流動を抑制し、そして液晶表示装
置の耐ショック性を向上させ得ることを見いだした。さ
らに、強誘電性液晶材料が特定の構造を有し、かつ負の
誘電異方性を有する強誘電性液晶分子が特定の配向状態
を有する場合、高速書き込み速度、高コントラスト、広
い動作温度範囲などの点に優れた強誘電性液晶表示装置
が得られることを見出した。

【００１３】すなわち、本発明は、少なくとも電極膜お
よび配向膜を有する基板間に強誘電性液晶材料と高分子
材料とからなる複合体が挟持される構造を有し、該基板
と該強誘電性液晶材料との界面における強誘電性液晶分
子のプレティルトの方向が同一であり、該強誘電性液晶
材料はシェブロン層構造を有し、そして該シェブロン層
構造の折れ曲がりの方向と、該界面における強誘電性液
晶分子のプレティルトの方向とが同一である。そのこと
により上記目的が達成される。

【００１４】本発明の好ましい実施態様においては、上
記配向膜が有機高分子膜であり、そしてラビングによっ
てプレティルト角が付与されている。

【００１５】本発明の好ましい実施態様においては、上
記強誘電性液晶材料が負の誘電異方性を有し、そして電
圧−メモリパルス幅曲線において極小値を示す。

【００１６】本発明の好ましい実施態様においては、上
記高分子材料の含有量が上記複合体の総重量の１０重量
％以下である。

【００１７】また、本発明は、次の工程：少なくとも電
極膜および配向膜を有する基板を貼り合わせる工程；該
基板間に強誘電性液晶材料と光重合性モノマー材料との
混合物を挟持する工程；該混合物が等方性液体になる温
度にまで該混合物を加熱した後、該混合物中の強誘電性
液晶材料がキラルスメクティックＣ相を示す温度にまで
該混合物を冷却する工程；および該混合物中の強誘電性
液晶材料がキラルスメクティックＣ相を示す温度範囲に
おいて、該混合物中の光重合性モノマー材料を光重合し
て高分子化する工程；を包含する強誘電性液晶表示装置
の製造方法である。そのことにより上記目的が達成され
る。

【００１８】本発明の好ましい実施態様においては、上
記混合物中の強誘電性液晶材料がキラルスメクティック
Ｃ相を示す温度において、上記基板と該強誘電性液晶材
料との界面における強誘電性液晶分子のプレティルトの
方向が同一であり、該強誘電性液晶材料はシェブロン層
構造を有し、そして該シェブロン層構造の折れ曲がりの
方向と、該界面における強誘電性液晶分子のプレティル
トの方向とが同一である。

【００１９】さらに、本発明は、次の工程：少なくとも
電極膜および配向膜を有する基板を貼り合わせる工程；
該基板間に強誘電性液晶材料と光重合性モノマー材料と
の混合物を挟持する工程；該混合物が等方性液体になる
温度にまで該混合物を加熱した後、該温度において該混
合物中の光重合性モノマー材料を光重合して高分子化す
る工程；強誘電性液晶材料と生成した高分子とからなる
複合体を、該複合体中の強誘電性液晶材料がキラルスメ
クティックＣ相を示す温度にまで冷却する工程；を包含
する強誘電性液晶表示装置の製造方法である。

【００２０】本発明の好ましい実施態様においては、上
記製造方法における配向膜が有機高分子膜であり、そし
てラビングによってプレティルト角が付与されている。

【００２１】本発明の好ましい実施態様においては、上
記製造方法における強誘電性液晶材料が負の誘電異方性
を有し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小
値を示す。

【００２２】本発明の好ましい実施態様においては、上
記製造方法における光重合性モノマー材料の含有量が、
前記混合物の総重量の１０重量％以下である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。

【００２４】本明細書において、「複合体」は、強誘電
性液晶材料と、光重合によって形成された高分子とを含
む。高分子は、線状高分子または架橋高分子であっても
よく、これらの混合物であってもよい。さらに、複合体
は高分子の原料である光重合性モノマーの未反応物を含
んでもよい。

【００２５】複合体中の高分子は網目構造をとってお
り、この網目構造によって強誘電性液晶分子の配向が安
定化される。高分子が線状高分子の場合、高分子鎖の絡
み合いによる物理的な網目構造が形成される。また、高
分子が架橋高分子の場合、化学結合による網目構造が形
成される。

【００２６】（好適な液晶分子の配向状態）強誘電性液
晶表示素子が提案された当初、強誘電性液晶相は基板に
垂直な方向に「ブックシェルフ層構造」（図３（ａ））
をとっていると考えられていた。しかし、その後の研究
により、通常の強誘電性液晶相は、図３（ｂ）に示すよ
うな「シェブロン層構造」をとることが分かってきた。

【００２７】本発明者らは、上下基板に同一方向にプレ
ティルト角を付与した強誘電性液晶表示素子において
は、シェブロン層構造内の液晶分子の分子配列の違いに
より、液晶分子は４つの配向状態（Ｃ１Ｕ、Ｃ１Ｔ、Ｃ
２Ｕ、Ｃ２Ｔ）をとり得ることを見出した。Ｃ１および
Ｃ２は、それぞれ、強誘電性液晶分子のプレティルトの
方向とシェブロン層構造の折れ曲がり方向に基づいて定
義される。Ｃ１は強誘電性液晶分子のプレティルトの方
向とシェブロン層構造の折れ曲がり方向が反対の場合で
ある。Ｃ２は強誘電性液晶分子のプレティルトの方向と
シェブロン層構造の折れ曲がり方向が同一の場合であ
る。この４つの配向状態のうち、実用的に重要なＣ１Ｕ
（Ｃ１−ユニフォーム）配向とＣ２Ｕ（Ｃ２−ユニフォ
ーム）配向の分子配向モデルを図４に示す。図４(a)
は、液晶表示素子を断面からみた図を示す。図４(a)中
の楕円形は、プレティルト角θpを有する液晶分子、Ｃ
１およびＣ２は、それぞれＣ１Ｕ配向およびＣ２Ｕ配向
を示す。図４(b)は、Ｃ１Ｕ配向およびＣ２Ｕ配向のよ
り詳細な分子配向を示す。図４(c)は、図４(a)に示され
る液晶層に対応する部分の基板に垂直な方向からみた図
を示す。

【００２８】強誘電性液晶材料の誘電異方性が正か０付
近の場合、Ｃ２Ｕ配向ではバイアス電圧によって液晶分
子に大きな揺らぎが生じる。従って、この場合、高コン
トラストを示す液晶表示装置が得られない。しかし、強
誘電性液晶材料が負の誘電異方性（Δε＜０）を有する
場合には、この液晶材料は特異なτ−Ｖmin特性（ここ
で、τは応答速度、Ｖは印加電圧）を示す。そして、こ
の特性を利用すると、ＡＣスタビライズ効果によってＣ
２Ｕ配向でも液晶表示装置を高コントラストとすること
が可能となる。ＡＣスタビライズ効果とは、通常の強誘
電性液晶材料では、電圧（Ｖ）を高くしていくと液晶材
料の応答速度（τ）は単調に速くなっていくのに対し
て、強誘電性液晶材料の誘電異方性が負で、自発分極が
あまり大きくない場合には、ある電圧（Ｖ）に対して応
答速度（τ）が極小値（τ−Ｖmin）を示す現象をい
う。これは、電圧の実効値が大きくなると誘電異方性の
効果が大きくなるためである。

【００２９】通常、Ｃ１配向が高温側で現れ、温度の低
下と共にＣ２配向の方が安定になる。また、Ｃ１Ｕ配向
は温度変化や液晶表示装置の駆動によってＣ２配向やＣ
１Ｔ配向に変化しやすい。従って、Ｃ１配向は温度変化
に対して不安定なため、Ｃ２Ｕ配向の方が、液晶表示装
置の広い動作温度範囲を確保するのに有利な配向状態で
ある。また、Ｃ２Ｕ配向とＣ１Ｕ配向での液晶材料の応
答速度を比べると、Ｃ２Ｕ配向の方が液晶材料の応答速
度が速く、そしてメモリ性効果が大きい。

【００３０】従って、負の誘電異方性を有する強誘電性
液晶材料のＣ２Ｕ配向を用いたτ−Ｖminモードは、液
晶表示装置において高速で書き込みを行える点、高コン
トラストが得られる点、広い動作温度範囲が得られる点
で好ましい。

【００３１】均一なＣ２Ｕ配向を得るためには、基板に
プレティルト角を付与することが必要である。プレティ
ルト角としては、通常、０〜２０°、好ましくは３〜８
°の中程度のプレティルト角が好適である。

【００３２】（配向制御方法）基板にプレティルト角を
付与する方法としては、液晶セルを形成する基板に高分
子材料や無機材料を塗布後、これを繊維で擦るラビング
法、表面張力の低い化合物を塗布する垂直配向法、Ｓｉ
Ｏ₂などの斜め蒸着による斜め配向法、また、ラビング
処理を行わない水平配向膜、または無処理基板（基板に
透明電極を設置した基板）などを使用し得る。本発明に
おいては、ラビング法が好ましい。特に、中程度のプレ
ティルト角を実現するようにラビングした配向膜をパラ
レルラビング（ラビング方向が略平行となるように貼り
合わせてセルを作製する方法）することが、液晶材料の
Ｃ２配向が生じやすい点で好ましい。配向膜としては、
有機高分子膜が好ましい。膜を形成するための高分子と
して、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどが使用さ
れ得る。例えば、ポリイミドとしては、ＡＬ１０５４、
ＡＬ３３５６、ＡＬ５３５７（これらは全て日本合成ゴ
ム製）などを用いることによって中程度のプレティルト
角を実現し得る。

【００３３】（好適な強誘電性液晶表示装置の製造方
法）本発明の強誘電性液晶表示装置の好適な製造方法と
しては、まず、少なくとも透明電極およびパラレルラビ
ングした配向膜を有する基板をスペーサーにより間隙を
介して設置し、セルを構成する。次に、強誘電性液晶材
料と光重合性モノマー材料との混合物を注入する。次い
で、混合物が等方性液体になる温度にまで加熱した後、
液晶材料がキラルスメクティックＣ相を示す温度にまで
混合物を冷却し、次いで液晶材料がキラルスメクティッ
クＣ相を示す温度範囲で光重合性モノマー材料を光重
合、例えばセルに紫外線を照射することによって重合し
て高分子を形成する工程、または混合物を等方性液体に
なる温度にまで加熱した後、この温度で光重合性モノマ
ー材料を光重合し、その後、強誘電性液晶材料と生成し
た高分子とからなる複合体を、この複合体中の強誘電性
液晶材料がキラルスメクティックＣ相を示す温度にまで
冷却する工程によっても、本発明の強誘電性液晶表示液
晶表示装置を好適に製造し得る。好ましくは、適切な液
晶分子の配向状態が形成される温度にまで混合物を冷却
した後、その状態で光重合する。この場合は、液晶分子
の配向状態が乱されにくいため、適切な配向状態を有す
る液晶材料と高分子材料とからなる複合体が得られ得
る。

【００３４】上記セル厚としては、１．０μm〜２．０
μmが好ましい。

【００３５】上記光重合性モノマー材料を光重合させる
時間は、通常１分〜２０分である。

【００３６】（強誘電性液晶材料）本発明で用いられる
強誘電性液晶材料としては、ＳＣＥ８（ヘキスト社
製）、ZLI-4237-000（メルク社製）、ZLI-5014-000（メ
ルク社製）及びＣＳ-１０１４（チッソ社製）を挙げる
ことができる。これらの液晶材料を混合して用いてもよ
い。上述したように、Ｃ２Ｕ配向を用いたτ−Ｖminモ
ードの利点を生かすことができるので、負の誘電異方性
を有する強誘電性材料が好ましい。本願発明による複合
体の特性は、複合体を構成する強誘電性液晶材料と高分
子材料（光重合性モノマー材料）との組み合わせに依存
するので、要求される特性に応じて、所望の誘電率や自
発分極の大きさを有する強誘電性液晶材料を適宜選択す
ることができる。

【００３７】（光重合性モノマー）本発明に用いられる
光重合性モノマー材料としては、例えば、Ｃ３以上の長
鎖アルキル基または芳香族基を有するアクリル酸または
アクリル酸エステルを使用し得る。これらの例として
は、イソブチルアクリレート、ステアリルアクリレー
ト、ラウリルアクリレート、イソアミルアクリレート、
ｎ−ブチルアクリレート、トリデシルアクリレート、２
−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリ
レート、ベンジルアクリレート、２−フェノキシエチル
アクリレート；これらのアクリレートをメタクリレート
に換えたもの；およびこれらのモノマーのハロゲン化物
（特に塩素化、またはフッ素化したモノマー）、例え
ば、２，２，３，４，４，４−へキサフルオロブチルメ
タクリレート、２，２，３，４，４，４−へキサクロロ
ブチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオ
ロプロピルメタクリレート、２，２，３，３−テトラク
ロロプロピルメタクリレート、パーフルオロオクチルエ
チルメタクリレート、パークロロオクチルエチルメタク
リレート、パーフルオロオクチルエチルアクリレート、
パークロロオクチルエチルアクリレートを挙げることが
できる。これらモノマーは、単独または２種以上混合し
て使用し得る。

【００３８】強誘電性液晶材料と光重合性モノマー材料
との混合物における光重合性モノマー材料の含有量は、
混合物の総重量に対して、１〜１０重量％、特に２〜５
重量％が好ましい。光重合性モノマー材料の濃度が１０
重量％を超えると、液晶分子の動きを規制する力が強く
なり過ぎて、液晶表示装置の応答速度が遅くなる。ま
た、液晶材料の配向状態が悪化する。１重量％より少な
いと、耐ショック性の効果が得られない。さらにポリマ
ーの物理的強度を高めるために２官能以上の多官能性モ
ノマーを共重合し得る。多官能性モノマーとしては、例
えば、ビスフェノールＡジメタクリレート、ビスフェノ
ールＡジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタ
クリレート、１，６−へキサンジオールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロー
ルメタンテトラアクリレートを使用し得る。

【００３９】また、上記モノマーに、必要に応じて塩素
化及びフッ素化されたポリマーやオリゴマーを混合して
使用し得る。また、強誘電性液晶材料と類似の構造を有
するモノマーを共重合してもよい。

【００４０】（光重合開始剤）本発明の光重合性モノマ
ー材料は、所望に応じて光重合開始剤を含み得る。光重
合開始剤の例としては、Irgacure 651、Irgacure 184
（チバガイギー社製）、およびDarocure 1137（メルク
社製）等を挙げることができる。光重合開始剤は、液晶
材料と光重合性モノマー材料組成物との混合物の総重量
に対して０〜１重量％、必要に応じて添加するのが好ま
しい。１重量％より多いと、重合速度が速くなり過ぎ、
かつ副反応を助長する。

【００４１】Ｃ２Ｕ配向を有する強誘電性液晶材料と高
分子材料とからなる複合体を液晶表示装置に用いること
により、高速書き込み、高コントラスト、広い動作温度
範囲を示す強誘電性液晶表示装置が得られる。

【００４２】強誘電性液晶材料と光重合性モノマー材料
との混合物において、特定の強誘電性液晶の配向状態を
形成させた後、モノマーを光重合することにより、良好
な強誘電性液晶の配向状態が得られる。

【００４３】

【実施例】

（実施例１）ガラスなどの基板１ａおよび１ｂ上に、そ
れぞれ、ＩＴＯ膜２ａおよび２ｂを作製し、フォトリソ
グラフィーなどの手法でストライプ状にパターンニング
した。これらの上に、それぞれ、Ｓｉ０₂絶縁膜３ａお
よび３ｂを積層し、次いで、ポリイミド配向膜４ａおよ
び４ｂ（プレティルト角＝５°）を塗布し、ラビングし
た。次に、基板ｌａともう一方の基板１ｂとをラビング
方向が平行となるように、セル厚１．５μｍで貼り合わ
せ、この間に、表１に示す強誘電性液晶（ＦＬＣ１、こ
の強誘電性液晶材料は負の誘電異方性を示す）を９９．
０重量％、光重合性モノマー材料を１．０重量％含む混
合物Ａを基板間に注入した。この液晶表示装置を１００
℃に加熱して、混合物Ａを等方性液体状態にし、この状
態で紫外線を照射した（１４ｍＷ／ｃｍ²）。この液晶
表示素子を室温まで冷却して偏光顕微鏡観察したとこ
ろ、液晶材料は良好なＣ２配向をとっていることがわか
った。

【００４４】この強誘電性液晶に図５に示す駆動波形を
印加して駆動実験を行った。Ｖｄ＝５Ｖに設定し、Ｖｓ
とパルス幅τの異なるパルス幅を印加し、双安定スイッ
チングする最小パルス幅を図６にプロットした（○）。
図６は、実施例１の液晶表示装置が、電圧−メモリパル
ス幅曲線において極小値を示し、そして良好な双安定ス
イッチングを示すことを示している。

【００４５】また、島津製作所ＡＧＡ−１００Ａを用い
て、金属台上に液晶素子を置き、これに直径１ｃｍの円
柱金属体を０．５ｍｍ／ｍｉｎで降下させて圧力を印加
する方法により実施例１の液晶素子の耐ショック性を評
価したところ、液晶素子は、０．６〜１．３ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の良好な耐ショック性を示した。

【００４６】

【表１】

【００４７】（実施例２）実施例１の混合物Ａを強誘電
性液晶（ＦＬＣ１）を９７．０重量％、光重合性モノマ
ー材料を３．０重量％含む混合物Ｂに変えたほかは実施
例１と同様にして強誘電性液晶表示装置を作製し、評価
した。図６にＶｓに対して双安定スイッチングする最小
パルス幅を示す（■）。図６は、実施例２の液晶表示装
置が、電圧−メモリパルス幅曲線において極小値を示
し、そして良好な双安定スイッチングを示すことを示し
ている。

【００４８】また、実施例２の液晶表示装置は、１．９
〜２．５ｋｇｆ／ｃｍ²の良好な耐ショック性を示し
た。

【００４９】（比較例１）光重合性モノマーを用いない
以外は、実施例１と同様にして、強誘電性液晶表示装置
を作製した。但し、光照射は行っていない。図６及び図
７にＶｓに対して双安定スイッチングする最小パルス幅
を示す（●）。この液晶表示装置も室温でＣ２配向、電
圧−メモリパルス幅曲線において極小値を示したが、耐
ショック性は０．６ｋｇｆ／ｃｍ²と不良であった。

【００５０】（実施例３）実施例１において、混合物Ａ
を等方性液体状態にし、この状態で紫外線を照射するこ
とを、混合物Ａを等方性液体状態にした後、室温まで冷
却して液晶材料をＣ２配向にし、ｕｐ‐ｄｏｗｎを揃え
てからこの状態で紫外線を照射することに変えた以外
は、実施例１と同様にして強誘電性液晶表示装置を作製
し、評価した。

【００５１】図７にＶｓに対して双安定スイッチングす
る最小パルス幅を示す（○）。図７は、実施例３の液晶
表示装置が、電圧−メモリパルス幅曲線において極小値
を示し、そして良好な双安定スイッチングを示すことを
示している。

【００５２】また、実施例３の液晶表示装置は１．３〜
１．９ｋｇｆ／ｃｍ²の良好な耐ショック性を示した。

【００５３】（実施例４）実施例２において、混合物Ｂ
を等方性液体状態にし、この状態で紫外線を照射するこ
とを、混合物Ｂを等方性液体状態にした後、室温まで冷
却して液晶材料をＣ２配向にし、ｕｐ‐ｄｏｗｎを揃え
てからこの状態で紫外線を照射することに変えた以外
は、実施例２と同様にして強誘電性液晶表示装置を作製
し、評価した。

【００５４】図７にＶｓに対して双安定スイッチングす
る最小パルス幅を示す（■）。図７は、実施例４の液晶
表示装置が、電圧−メモリパルス幅曲線において極小値
を示し、そして良好な双安定スイッチングを示すことを
示している。

【００５５】また、実施例４の液晶表示装置は１．９〜
２．０ｋｇｆ／ｃｍ²の良好な耐ショック性を示した。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、耐ショック性が良好
で、電圧−メモリパルス幅曲線において極小値を示し、
そして良好な双安定スイッチングを示す強誘電性液晶表
示装置が得られる。

【００５７】また、強誘電性液晶材料と光重合性モノマ
ー材料との混合物において、特定の強誘電性液晶の配向
状態を形成させた後、モノマーを光重合することによ
り、良好な強誘電性液晶の配向状態を有したまま、良好
な耐ショック性を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、強誘電性液晶の動作原理を示すスイッ
チング模式図である。

【図２】図２は、強誘電性液晶表示素子の構造（断面
図）である。

【図３】図３は、液晶の層構造の模式図である。

【図４】図４は、分子配向モデルの模式図である。

【図５】図５は、本発明の実施例に用いた駆動波形の説
明図である。

【図６】図６は、本発明の実施例１〜２および比較例１
の液晶表示装置の電圧−メモリパルス幅曲線である。

【図７】図７は、本発明の実施例３〜４および比較例１
の液晶表示装置の電圧−メモリパルス幅曲線である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂガラス基板２ａ、２ｂ電極膜３ａ、３ｂ絶縁膜４ａ、４ｂ配向膜６シール部材７液晶材料９、１０基板１１強誘電性液晶表示装置１２ａ、１２ｂ偏光板

フロントページの続き (72)発明者ポールガスイギリス国オックスフォードオーエックス４４ジーエイ，オックスフォードサイエンスパーク，エドモンドハレーロード，シャープラボラトリーズオブヨーロッパ，リミテッド気付

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強誘電性液晶表示装置であって、少なくとも電極膜および配向膜を有する一対の基板間に
強誘電性液晶材料と高分子材料とからなる複合体が挟持
される構造を有し、該基板と該強誘電性液晶材料との界面における強誘電性
液晶分子のプレティルトの方向が同一であり、該強誘電性液晶材料はシェブロン層構造を有し、そして
該シェブロン層構造の折れ曲がりの方向と、該界面にお
ける強誘電性液晶分子のプレティルトの方向とが同一で
ある、強誘電性液晶表示装置。
【請求項２】前記配向膜が有機高分子膜であり、そし
てラビングによってプレティルト角が付与されている、
請求項１に記載の強誘電性液晶表示装置。
【請求項３】前記強誘電性液晶材料が負の誘電異方性
を有し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小
値を示す、請求項１に記載の強誘電性液晶表示装置。
【請求項４】前記高分子材料の含有量が前記複合体の
総重量の１０重量％以下である、請求項１に記載の強誘
電性液晶表示装置。
【請求項５】強誘電性液晶表示装置の製造方法であっ
て、以下の工程：少なくとも電極膜および配向膜を有す
る基板を貼り合わせる工程；該基板間に強誘電性液晶材
料と光重合性モノマー材料との混合物を挟持する工程；
該混合物が等方性液体になる温度にまで該混合物を加熱
した後、該混合物中の強誘電性液晶材料がキラルスメク
ティックＣ相を示す温度にまで該混合物を冷却する工
程；および該混合物中の強誘電性液晶材料がキラルスメ
クティックＣ相を示す温度範囲において、該混合物中の
光重合性モノマー材料を光重合して高分子化する工程；
を包含する、製造方法。
【請求項６】前記混合物中の強誘電性液晶材料がキラ
ルスメクティックＣ相を示す温度において、前記基板と
該強誘電性液晶材料との界面における強誘電性液晶分子
のプレティルトの方向が同一であり、該強誘電性液晶材
料はシェブロン層構造を有し、そして該シェブロン層構
造の折れ曲がりの方向と、該界面における強誘電性液晶
分子のプレティルトの方向とが同一である、請求項５に
記載の製造方法。
【請求項７】強誘電性液晶表示装置の製造方法であっ
て、以下の工程：少なくとも電極膜および配向膜を有す
る基板を貼り合わせる工程；該基板間に強誘電性液晶材
料と光重合性モノマー材料との混合物を挟持する工程；
該混合物が等方性液体になる温度にまで該混合物を加熱
した後、該温度において該混合物中の光重合性モノマー
材料を光重合して高分子化する工程；高分子化後、強誘
電性液晶材料と生成した高分子とからなる複合体を、該
複合体中の強誘電性液晶材料がキラルスメクティックＣ
相を示す温度にまで冷却する工程；を包含する、製造方
法。
【請求項８】前記配向膜が有機高分子膜であり、そし
てラビングによってプレティルト角が付与されている、
請求項５、６または７に記載の製造方法。
【請求項９】前記強誘電性液晶材料が負の誘電異方性
を有し、そして電圧−メモリパルス幅曲線において極小
値を示す、請求項５、６、７または８に記載の製造方
法。
【請求項１０】前記光重合性モノマー材料の含有量
が、前記混合物の総重量の１０重量％以下である、請求
項５、６または７に記載の製造方法。