JPS6162023A - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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- JPS6162023A JPS6162023A JP18487184A JP18487184A JPS6162023A JP S6162023 A JPS6162023 A JP S6162023A JP 18487184 A JP18487184 A JP 18487184A JP 18487184 A JP18487184 A JP 18487184A JP S6162023 A JPS6162023 A JP S6162023A
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- resin
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャッタ等で用いる
液晶素子、特にプラスチック基板を用いた液晶素子に関
し、更に詳しくは液晶分子の初期配向状態を改善するこ
とにより、表示並ひに駆動特性を改善した液晶素子に関
するものである。
液晶素子、特にプラスチック基板を用いた液晶素子に関
し、更に詳しくは液晶分子の初期配向状態を改善するこ
とにより、表示並ひに駆動特性を改善した液晶素子に関
するものである。
これまでの液晶素子は、主にM、5ChadtとW、H
eItriCh著”Applied PhysjcsL
etters” Vol、18.No、4(1971
,2,15)。
eItriCh著”Applied PhysjcsL
etters” Vol、18.No、4(1971
,2,15)。
P、127〜128 (7) ”Voltage−De
pendentOptical Activity
of a TwistedNematie Liq
uid Crystal”に記載されている様なTN(
Twisted Nematic)方式が採用されてお
り、このTN方式の配向制御を効率的に保障する方法と
してネマチック液晶の接する基板界面を斜方蒸着によっ
て形成したSiO又は5i02や一方にラビング処理し
た有機樹脂、例えばポリイミド、ポリアミドで形成する
方法が知られている。
pendentOptical Activity
of a TwistedNematie Liq
uid Crystal”に記載されている様なTN(
Twisted Nematic)方式が採用されてお
り、このTN方式の配向制御を効率的に保障する方法と
してネマチック液晶の接する基板界面を斜方蒸着によっ
て形成したSiO又は5i02や一方にラビング処理し
た有機樹脂、例えばポリイミド、ポリアミドで形成する
方法が知られている。
このTN方式を用いた表示パネルは、TN方式自体に高
速応答性とメモリー効果を持っていないため、高密度画
素の表示パネルを設計する」−で、例えば薄膜トランジ
スタ(TPT)を7レイ状に配置したアクティブマトリ
クス基板を必要としている。しかし、この様なTN液晶
を用いたアクティブマトリクス駆動方式の表示パネルで
は、使用するTPTが複雑な構造を有しているため、製
造T程数が多く、高い製造コストがネックとなっている
」−に、TPTを構成している薄膜半導体(例えば、ポ
リシリコン、アモルファスシリコン)を広い面積に亘っ
て被膜形成することが難しいなどの問題点がある。
速応答性とメモリー効果を持っていないため、高密度画
素の表示パネルを設計する」−で、例えば薄膜トランジ
スタ(TPT)を7レイ状に配置したアクティブマトリ
クス基板を必要としている。しかし、この様なTN液晶
を用いたアクティブマトリクス駆動方式の表示パネルで
は、使用するTPTが複雑な構造を有しているため、製
造T程数が多く、高い製造コストがネックとなっている
」−に、TPTを構成している薄膜半導体(例えば、ポ
リシリコン、アモルファスシリコン)を広い面積に亘っ
て被膜形成することが難しいなどの問題点がある。
これらの問題点を解決するものとして、N、A、C1a
rk と S 、T、 Lage r
wa l 1の米国#許第4367924号明細書
で提案されている強誘電性液晶素子が知られている。
rk と S 、T、 Lage r
wa l 1の米国#許第4367924号明細書
で提案されている強誘電性液晶素子が知られている。
しかし、強誘電性液晶はカイラルスメクテイツク相でそ
の挙動を現わすが、一般にスメクテイツク相の液晶はネ
マチック相の液晶に較べ配向制御性や配向安定性が悪い
欠点がある。本発明者らの実験では、従来のTN方式て
知られている様な配向制御性をスメクテイツク相の形成
に単に転用するだけでは、全面に亘って均一なモノドメ
インのスメクテイツク相を形成できないが、下達する特
定の配向制御膜を用いることによって、均一なモノドメ
インのスメクテイツク相を形成できることが判明した。
の挙動を現わすが、一般にスメクテイツク相の液晶はネ
マチック相の液晶に較べ配向制御性や配向安定性が悪い
欠点がある。本発明者らの実験では、従来のTN方式て
知られている様な配向制御性をスメクテイツク相の形成
に単に転用するだけでは、全面に亘って均一なモノドメ
インのスメクテイツク相を形成できないが、下達する特
定の配向制御膜を用いることによって、均一なモノドメ
インのスメクテイツク相を形成できることが判明した。
従って、本発明の目的は、全面に亘って均一なモノドメ
インのスメクテイツク相、特に強誘電性を示すカイラル
スメクテイツクC相(SmC*) 。
インのスメクテイツク相、特に強誘電性を示すカイラル
スメクテイツクC相(SmC*) 。
H相(SmH*)、I相(SmI本)、F相(SmF*
) や G相(3m6本)を示す液晶を形成する配向
制御膜を提供することにある。
) や G相(3m6本)を示す液晶を形成する配向
制御膜を提供することにある。
又、本発明の別の目的は、プラスチック基板を用いたス
メクテイツク液晶素子に適した配向制御膜を提供するこ
とにある。
メクテイツク液晶素子に適した配向制御膜を提供するこ
とにある。
本発明のかかる目的は、電極を設けた一対の基板の間に
スメクテイツク液晶を封入したセル構造を有する液晶素
子において、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基
板が前記有機チタン化合物と有機樹脂を含有する組成物
から形成した配向制御膜を有する液晶素子によって達成
される。
スメクテイツク液晶を封入したセル構造を有する液晶素
子において、前記一対の基板のうち少なくとも一方の基
板が前記有機チタン化合物と有機樹脂を含有する組成物
から形成した配向制御膜を有する液晶素子によって達成
される。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明による液晶素子の一実施態様を示すもの
で、図中、lはプラスチック基板。
で、図中、lはプラスチック基板。
2は該基板上に設けられた透明導電膜より成る電極、3
は配向制御膜、4はシール部材、5はスペーサ部材、6
はスメクテイツク液晶物質を示す。プラスチック基板l
としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボ
ネート、三酢酸セルローズ、ポリオールやポリエーテル
サルホンなどのプラスチックが使用され、これらに蒸着
、低温スパッタ、CVD、などの公知の手段により酸化
スズ、酸化インジウムやITO(Indium Ti
n Oxide)等の透明導電II@2が設けられる
。
は配向制御膜、4はシール部材、5はスペーサ部材、6
はスメクテイツク液晶物質を示す。プラスチック基板l
としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポリカーボ
ネート、三酢酸セルローズ、ポリオールやポリエーテル
サルホンなどのプラスチックが使用され、これらに蒸着
、低温スパッタ、CVD、などの公知の手段により酸化
スズ、酸化インジウムやITO(Indium Ti
n Oxide)等の透明導電II@2が設けられる
。
成分とする組成物より成る配向制御膜3が形成yれる。
41機チタン化合物としては、一般式Ti(OR)4
(但し、ORはヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキ
シ基を表わす)が好ましく、具体的には、テトラ−イン
プロポキシチタン、テトラ−ノルマルブトキシチタン、
テトラビス(2−エチルヘキソキシ)チタン、テトラス
テアロキシチタン、ジイソプロポキシ−ビス(アセチル
アセトナート)チタン、ジ−ノルマルブトキシ−ビス(
トシリエタノールアミナート)チタンなどが挙げられる
。
(但し、ORはヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキ
シ基を表わす)が好ましく、具体的には、テトラ−イン
プロポキシチタン、テトラ−ノルマルブトキシチタン、
テトラビス(2−エチルヘキソキシ)チタン、テトラス
テアロキシチタン、ジイソプロポキシ−ビス(アセチル
アセトナート)チタン、ジ−ノルマルブトキシ−ビス(
トシリエタノールアミナート)チタンなどが挙げられる
。
有機樹脂としては、各種のものを用いることができるが
、特にポリエステル樹脂、インシアネート樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、
ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂及びポリビニルア
ルコール樹脂などからなる樹脂類より選釈したものを用
いることができる。
、特にポリエステル樹脂、インシアネート樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、
ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂及びポリビニルア
ルコール樹脂などからなる樹脂類より選釈したものを用
いることができる。
ポリエステル樹脂とは線状飽和ポリエステルであり、テ
レフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セパシン酸、
無水トリメット酸などの飽和多価カルボン酸とエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリ
コールなどの飽和多価アルコール及びスチレンモノマー
、メタクリル酸メチル、ジアリルフタレートなどの千ツ
マ−に種々の触媒や促進剤によって合成された飽和ポリ
エステル又はその共重合体で、特にテレフタル酸を主体
とし、融点Tmが60’<Tm<150°Cであること
が配向制御膜形成l二、耐熱性、反応性の点から好まし
い。
レフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セパシン酸、
無水トリメット酸などの飽和多価カルボン酸とエチレン
グリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリ
コールなどの飽和多価アルコール及びスチレンモノマー
、メタクリル酸メチル、ジアリルフタレートなどの千ツ
マ−に種々の触媒や促進剤によって合成された飽和ポリ
エステル又はその共重合体で、特にテレフタル酸を主体
とし、融点Tmが60’<Tm<150°Cであること
が配向制御膜形成l二、耐熱性、反応性の点から好まし
い。
イソシアネ−1・樹脂とは樹脂中にインシアネーI・基
(−NGO)含有化合物を単独あるいはヒドロキシル基
(−OH)、アミノ基(−Nl2)、カルボキシル(−
COOH)を含むインシアネートと反応しやすい物質と
混合されたものを指し、インシアネート−>1の高い極
性と反応性が特徴となっている。例としてトリフェニル
メタントリインシアネート(商品名Desmodur
R)、 ト リ ス (4−フェ
ニルイソシアネーI・)チオフォスフニーi・(商品名
Desmodur RF)、TDに量体(商品名
Desmodur TT)、TI)I三量体(商品名
DesmodurIL)、2,4.4’−ジフェニル
エーテルトリイソシアネート(商品名 Hylon
DM)、MDI(商品名 Coronate AP)
、他にポリイソシアネートとしてTDIとトリメチロー
ルプロパンとの反応生成物(商品名Coronate
L)などが挙げられ、毒性や取扱いの容易性、貯蔵安
定性及び配向制御膜形成時の反応性の点からポリイソシ
アネートが好ましい。
(−NGO)含有化合物を単独あるいはヒドロキシル基
(−OH)、アミノ基(−Nl2)、カルボキシル(−
COOH)を含むインシアネートと反応しやすい物質と
混合されたものを指し、インシアネート−>1の高い極
性と反応性が特徴となっている。例としてトリフェニル
メタントリインシアネート(商品名Desmodur
R)、 ト リ ス (4−フェ
ニルイソシアネーI・)チオフォスフニーi・(商品名
Desmodur RF)、TDに量体(商品名
Desmodur TT)、TI)I三量体(商品名
DesmodurIL)、2,4.4’−ジフェニル
エーテルトリイソシアネート(商品名 Hylon
DM)、MDI(商品名 Coronate AP)
、他にポリイソシアネートとしてTDIとトリメチロー
ルプロパンとの反応生成物(商品名Coronate
L)などが挙げられ、毒性や取扱いの容易性、貯蔵安
定性及び配向制御膜形成時の反応性の点からポリイソシ
アネートが好ましい。
ポリアミド樹脂は、一般にナイロンで称ごれているもの
で、その原料としては、例えばナイロン6の原料である
カプロラクタム、ないし6−アミノカプロン酸、ナイロ
ン66、ナイロン610の原料であるヘキサメチレンジ
アミンとアジピン酸、セパシン酸などのジカルボン酸、
ナイロン11の原料である11−アミノウンデカン酸、
ナイロン12の原料であるW−ラウロラクタムなどが挙
げられ、さらに、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メ
タン、メタキシクレンジアミン、もしくはこの水素化物
、ピペラジン、2.5−ジメチルピペラジン、トリメチ
ルへキサメチレンジアミンなどのジアミンも挙げられる
。特に、ナイロン6/66、ナイロン6/ことから好ま
しいものである。
で、その原料としては、例えばナイロン6の原料である
カプロラクタム、ないし6−アミノカプロン酸、ナイロ
ン66、ナイロン610の原料であるヘキサメチレンジ
アミンとアジピン酸、セパシン酸などのジカルボン酸、
ナイロン11の原料である11−アミノウンデカン酸、
ナイロン12の原料であるW−ラウロラクタムなどが挙
げられ、さらに、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メ
タン、メタキシクレンジアミン、もしくはこの水素化物
、ピペラジン、2.5−ジメチルピペラジン、トリメチ
ルへキサメチレンジアミンなどのジアミンも挙げられる
。特に、ナイロン6/66、ナイロン6/ことから好ま
しいものである。
薔ポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA、4,
4′−ジヒドロキシビフェニル、2゜2′−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)メタンやトリヒドロキシジフェニ
ルジメチルメタンなどノ多価フェノールとエピハロヒド
リン(エピクロルヒドリン)やエピハロヒドリンへ誘導
され得る化合物(ジクロロヒドリンの如きジハロヒドリ
ノ)とを塩基性あるいは酸性触媒下で反応させ、脱ハロ
ゲン化反応により?lることができる。その他に、例え
ば、「エポキシ樹脂」 (合成樹脂工業技術9、清野繁
夫著、誠文堂新光社発行)や「エポキシ樹脂の製造と応
用コ (垣内弘偏、高分子化学刊行会発行)に記載され
たエポキシ樹脂を用いることができる。
4′−ジヒドロキシビフェニル、2゜2′−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)メタンやトリヒドロキシジフェニ
ルジメチルメタンなどノ多価フェノールとエピハロヒド
リン(エピクロルヒドリン)やエピハロヒドリンへ誘導
され得る化合物(ジクロロヒドリンの如きジハロヒドリ
ノ)とを塩基性あるいは酸性触媒下で反応させ、脱ハロ
ゲン化反応により?lることができる。その他に、例え
ば、「エポキシ樹脂」 (合成樹脂工業技術9、清野繁
夫著、誠文堂新光社発行)や「エポキシ樹脂の製造と応
用コ (垣内弘偏、高分子化学刊行会発行)に記載され
たエポキシ樹脂を用いることができる。
本発明で用いるポリイミド、ポリエステルイミドとポリ
アミドイミドは、その前駆体であるポリアミド酸を溶媒
に溶解し、基板−Lに塗布した後に加熱処理により脱水
閉環して得られる。
アミドイミドは、その前駆体であるポリアミド酸を溶媒
に溶解し、基板−Lに塗布した後に加熱処理により脱水
閉環して得られる。
ポリアミドイミドの前駆体であるポリアミド酸は過剰の
ジアミンから得られるポリゴジミンとジカルボン酸の無
水物との縮合により合成される。ポリエステルイミドの
前駆体であるポリアミド酸はエステル基を有するジカル
ボン酸無水物とジアミンとの縮合により合成される。こ
のエステル基を41するジカルボン酸無水物はトリメリ
ット酸とジオールから得られる。又、ポリイミドの前駆
体であるポリアミド酸は、ジカルボン酸無水物とジアミ
ンの縮合によって得られる。これらの代表的なジカルボ
ン酸無水物及びジアミンとしては、例えば米国特許第3
179634号公報に記載されたものを用いることがで
きる。具体的には、ジアミンとしてはm又はp−フェニ
レンジアミン、m又はp−キシレンシアミン、4,4′
−ジアミノジフェニルエーテルや4.4′−ジアミンジ
フェニルメタンが挙げられ、又ジオールとしてはヒドロ
キノン、ビスフェノールA、ジクロルビスフェノールA
、テトラクロロビスフェノールAが挙げられる。ジカル
ボン酸無水物としては、ピロメリット酸無水物、2,3
,6.7−ナフタレンテトラかレボン酸無水物などが使
用される。
ジアミンから得られるポリゴジミンとジカルボン酸の無
水物との縮合により合成される。ポリエステルイミドの
前駆体であるポリアミド酸はエステル基を有するジカル
ボン酸無水物とジアミンとの縮合により合成される。こ
のエステル基を41するジカルボン酸無水物はトリメリ
ット酸とジオールから得られる。又、ポリイミドの前駆
体であるポリアミド酸は、ジカルボン酸無水物とジアミ
ンの縮合によって得られる。これらの代表的なジカルボ
ン酸無水物及びジアミンとしては、例えば米国特許第3
179634号公報に記載されたものを用いることがで
きる。具体的には、ジアミンとしてはm又はp−フェニ
レンジアミン、m又はp−キシレンシアミン、4,4′
−ジアミノジフェニルエーテルや4.4′−ジアミンジ
フェニルメタンが挙げられ、又ジオールとしてはヒドロ
キノン、ビスフェノールA、ジクロルビスフェノールA
、テトラクロロビスフェノールAが挙げられる。ジカル
ボン酸無水物としては、ピロメリット酸無水物、2,3
,6.7−ナフタレンテトラかレボン酸無水物などが使
用される。
有機チタンとイJ機横脂を含有する塗布液を用いて配向
制御膜3を形成する際、その塗布液中の有機チタンと有
機樹脂の濃度が低すぎては配向性能が充分得られず、又
高すぎた場合では成膜のうねり、屈折率から来る反射光
の干渉色及び透明導電膜上の抵抗値の増大が生ずるため
1〜10wt%が好ましい。
制御膜3を形成する際、その塗布液中の有機チタンと有
機樹脂の濃度が低すぎては配向性能が充分得られず、又
高すぎた場合では成膜のうねり、屈折率から来る反射光
の干渉色及び透明導電膜上の抵抗値の増大が生ずるため
1〜10wt%が好ましい。
塗布液を作成する当って、使用する溶媒としてはメタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタメー
ルなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケ
トンなどのアセトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ンなどの環式エーテル類や酢酸メチル、酢酸エチルなど
のエステル類が挙げられる。
ール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタメー
ルなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケ
トンなどのアセトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ンなどの環式エーテル類や酢酸メチル、酢酸エチルなど
のエステル類が挙げられる。
これらの塗布液は、基板、特にプラスチック基板の−に
にスピンナー塗布法やスクリーン印刷法により塗布した
後、60℃〜150°Cで加熱して膜とすることができ
る。
にスピンナー塗布法やスクリーン印刷法により塗布した
後、60℃〜150°Cで加熱して膜とすることができ
る。
膜形成後、綿布環テ20〜200 g / c rn’
、好ましくは100 g / c m’付近の静圧下で
ラビングすることで配向制御膜とし、基板間に液晶物質
を充填することにより液晶表示パネルが得られる。
、好ましくは100 g / c m’付近の静圧下で
ラビングすることで配向制御膜とし、基板間に液晶物質
を充填することにより液晶表示パネルが得られる。
この配向制御膜3の一般的な膜厚は、lOO入〜1pL
、好ましくは500人〜2000人とすることがてきる
。
、好ましくは500人〜2000人とすることがてきる
。
本発明の液晶表示パネルの配向制御膜成形は浸漬法や吹
き付は法などで行なうことが容易で、真空工程やパター
ニング(現象エツチング、ハクリ)工程や印刷工程を要
しないため連続量産に適しており、また膜形成に高温を
要せず安定な配向制御膜が得られることから、基板にプ
ラスチックフィルムを用いた液晶表示パネルも容易に作
ることができる様になった。
き付は法などで行なうことが容易で、真空工程やパター
ニング(現象エツチング、ハクリ)工程や印刷工程を要
しないため連続量産に適しており、また膜形成に高温を
要せず安定な配向制御膜が得られることから、基板にプ
ラスチックフィルムを用いた液晶表示パネルも容易に作
ることができる様になった。
又、スペーサ部材5は、感光性樹脂、例えば感光性ポリ
イミドの被膜を形成した後、所定のホトエツチングによ
り得られる。
イミドの被膜を形成した後、所定のホトエツチングによ
り得られる。
本発明で用いるスメクテイツク液晶としては、強誘電性
を示すものが好ましく、例えばSmC木、SmH* 、
SmF*、SmF木やSmG*などのカイラルスメクテ
イツク相を有する液晶組成物を用いることができる。
を示すものが好ましく、例えばSmC木、SmH* 、
SmF*、SmF木やSmG*などのカイラルスメクテ
イツク相を有する液晶組成物を用いることができる。
本発明の液晶素子に用いるカイラルスメクテイツク相を
示す液晶を下記に示す。
示す液晶を下記に示す。
(1)
CH3−メチルブチルシンナメート(DOBAMB
C)−クロルプロピルシンナメ−1−()(OBACP
C)−メチルブチル−α−シアノシンナメーI・(DO
BAMBCC)/ U U 3 mH不/ D ’U
一メチルブチルーα−シアノシンナメート(TDOBA
MBCC)−メチルブチル−α−クロロシンナメート(
OOBAMBCC)−メチルブチルーα−メチルシンナ
メートCH30 −C00CH2CHC2H5 ネ 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 H 4−0−(2−メチル)−ブチルレゾルシリテン−4′
−オクチルアニリン(MBRA 8) これらの液晶は、単独又は2種以上を混合してもよく、
あるいは他のスメクテイツク液晶やコレステリック(カ
イラルネマチック)液晶と4昆合してもよい。
CH3−メチルブチルシンナメート(DOBAMB
C)−クロルプロピルシンナメ−1−()(OBACP
C)−メチルブチル−α−シアノシンナメーI・(DO
BAMBCC)/ U U 3 mH不/ D ’U
一メチルブチルーα−シアノシンナメート(TDOBA
MBCC)−メチルブチル−α−クロロシンナメート(
OOBAMBCC)−メチルブチルーα−メチルシンナ
メートCH30 −C00CH2CHC2H5 ネ 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 H 4−0−(2−メチル)−ブチルレゾルシリテン−4′
−オクチルアニリン(MBRA 8) これらの液晶は、単独又は2種以上を混合してもよく、
あるいは他のスメクテイツク液晶やコレステリック(カ
イラルネマチック)液晶と4昆合してもよい。
第2図は、強誘電性液晶の動作説明の為に、セルの例を
模式的に描いたものである。11と、11’は、I n
203.5n02あるいはITO(Indium T
in Oxi de)等の薄膜からなる透明電極で被
覆Sれた基板(ガラス板)であり、その間に液晶分子層
12がガラス面に垂直になるよう配向したSmC’。
模式的に描いたものである。11と、11’は、I n
203.5n02あるいはITO(Indium T
in Oxi de)等の薄膜からなる透明電極で被
覆Sれた基板(ガラス板)であり、その間に液晶分子層
12がガラス面に垂直になるよう配向したSmC’。
SmH、SmF 、SmI*SmG’などの木
木 カイラルスメクティック相の液晶が封入されている。太
線で示した線13が液晶分子を表わしており、この液晶
分子13はその分子に直交した方向に双極子モーメン)
(P土)14を有している。基板11と11’−):
の電極間に一定の閾値以」二の電圧を印加すると、液晶
分子13のらせん構造がほどけ、双極子モーメント(P
±)14がすべて電界方向に向くよう、液晶分子13は
配向方向を変えることができる。液晶分子13は、細長
い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折率
異方性を示し、従って例えばガラス面の上下にWいにク
ロスニコルの偏光子を置けば、電圧印加極性によって光
学特性が変わる液晶光学変調素子となることは、容易に
理解される。
木 カイラルスメクティック相の液晶が封入されている。太
線で示した線13が液晶分子を表わしており、この液晶
分子13はその分子に直交した方向に双極子モーメン)
(P土)14を有している。基板11と11’−):
の電極間に一定の閾値以」二の電圧を印加すると、液晶
分子13のらせん構造がほどけ、双極子モーメント(P
±)14がすべて電界方向に向くよう、液晶分子13は
配向方向を変えることができる。液晶分子13は、細長
い形状を有しており、その長袖方向と短軸方向で屈折率
異方性を示し、従って例えばガラス面の上下にWいにク
ロスニコルの偏光子を置けば、電圧印加極性によって光
学特性が変わる液晶光学変調素子となることは、容易に
理解される。
本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く(例えば10゜以下)することがで
きる。このように液晶層が薄くなることにしたがい、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
子のらせん構造がほどけ、非らせん構造となり、その双
極子モーメン)PまたはP′は上向き(24)又は下向
き(24’)のどちらかの状態をとる。このようなセル
に、第3図に示す如く一定の闇値以上の極性の異る電界
E又はE′を電圧印加手段21と21’により付榮する
と、双極子モーメンI・は、電界E又はE′の電界ベク
トルに対応して−1−向き24又は下向き24′と向き
を変え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状態23
かあるいは第2の安定状態23′の何れか一方に配向す
る。
の厚さを充分に薄く(例えば10゜以下)することがで
きる。このように液晶層が薄くなることにしたがい、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
子のらせん構造がほどけ、非らせん構造となり、その双
極子モーメン)PまたはP′は上向き(24)又は下向
き(24’)のどちらかの状態をとる。このようなセル
に、第3図に示す如く一定の闇値以上の極性の異る電界
E又はE′を電圧印加手段21と21’により付榮する
と、双極子モーメンI・は、電界E又はE′の電界ベク
トルに対応して−1−向き24又は下向き24′と向き
を変え、それに応じて液晶分子は、第1の安定状態23
かあるいは第2の安定状態23′の何れか一方に配向す
る。
このような強誘電性を液晶素子として用いることの利点
は、先にも述べたが2つある。
は、先にも述べたが2つある。
その第1は、応答速度が極めて速いことであり、第2は
液晶分子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2図によって更に説明すると、電界Eを
印加すると液晶分子は第1の安定状態23に配向するが
、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向きの
電界E′を印加すると、液晶分子は第2の安定状態23
′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。
液晶分子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2図によって更に説明すると、電界Eを
印加すると液晶分子は第1の安定状態23に配向するが
、この状態は電界を切っても安定である。又、逆向きの
電界E′を印加すると、液晶分子は第2の安定状態23
′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。
又、ケーえる電界Eが一定の閾値を越えない限り、それ
ぞれの配向状態にやはり維持yれている。このような応
答速度の速さと、双安定性が有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い。
ぞれの配向状態にやはり維持yれている。このような応
答速度の速さと、双安定性が有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い。
この様な強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当た
って最も問題となるのは、先にも述べたように、SmC
、SmH木、SmF木。
って最も問題となるのは、先にも述べたように、SmC
、SmH木、SmF木。
本
木 木
SmI 、SmG などのカイラルスメクティッ
ク相を有する層が基板面に対して垂直に配列し■つ液晶
分子が基板面に略平行に配向した、モノドメイン性の高
いセルを形成することが困難なことであり、この点に解
決を与えることが本発明の主要な目的である。
ク相を有する層が基板面に対して垂直に配列し■つ液晶
分子が基板面に略平行に配向した、モノドメイン性の高
いセルを形成することが困難なことであり、この点に解
決を与えることが本発明の主要な目的である。
第4図(A)、(B)は本発明の液晶素子の一実施例を
示している。第4図(A)は、本発明の液晶素子の平面
図で、第4図CB)はそのA−A’断面図である。
示している。第4図(A)は、本発明の液晶素子の平面
図で、第4図CB)はそのA−A’断面図である。
第4図で示すセル構造体100は、一対のガラス板やプ
ラスチック板基板101とl Ol’LH側のみをプラ
スチック基板としてもよい)をスペーサ104で所定の
間隔に保持され、この一対の基板をシーリングするため
に接着剤106で接着したセル構造を有しており、さら
に基板lO1の上には複数の透明電極102からなる電
極群(例えば、マトリクス電極構造のうちの走査電圧印
加用電極群)が例えば帯状パターンなどの所定パターン
で形成されている。
ラスチック板基板101とl Ol’LH側のみをプラ
スチック基板としてもよい)をスペーサ104で所定の
間隔に保持され、この一対の基板をシーリングするため
に接着剤106で接着したセル構造を有しており、さら
に基板lO1の上には複数の透明電極102からなる電
極群(例えば、マトリクス電極構造のうちの走査電圧印
加用電極群)が例えば帯状パターンなどの所定パターン
で形成されている。
基板101’の」−には前述の透明電極102と交差さ
せた複数の透明電極102’からなる電極群(例えば、
マトリクス電極構造のうちの信号電圧印加用電極群)が
形成されている。
せた複数の透明電極102’からなる電極群(例えば、
マトリクス電極構造のうちの信号電圧印加用電極群)が
形成されている。
この基板101とt o t’の−Inには、それぞれ
前述の有機チタン化合物と有機樹脂を含有する塗布液か
ら形成した配向制御膜105が設けられている。
前述の有機チタン化合物と有機樹脂を含有する塗布液か
ら形成した配向制御膜105が設けられている。
第4図に示すセル構造体100の中の液晶層*
* 103は、SmC、SmH、SmF木。
* 103は、SmC、SmH、SmF木。
SmI 、SmC木などのカイラルスメクティ本
ツク相とすることができる。
第5図は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わしてい
る。第5図で示す液晶素子は、一対のプラスチック基板
101と101’の間に複数のスペーサ部材201が配
置されている。
る。第5図で示す液晶素子は、一対のプラスチック基板
101と101’の間に複数のスペーサ部材201が配
置されている。
このスペーサ部材201は、例えば配向制御膜105が
設けられていない基板101’の上にSiO,5i02
.A文203 、 T iO2などの無機化合物あるい
はポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエステルイミド、ポリパラギシリレン、ポリエ
ステル、ポリカーボネ−1・、ポリビニルアセタール、
ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリス
チレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、
アクリル樹脂やフォトレジスト樹脂などの樹脂類を適当
な方法で被膜形成した後に、所定の位置にスペーサ部材
203が配置される様にエツチングすることによって得
ることができる。
設けられていない基板101’の上にSiO,5i02
.A文203 、 T iO2などの無機化合物あるい
はポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエステルイミド、ポリパラギシリレン、ポリエ
ステル、ポリカーボネ−1・、ポリビニルアセタール、
ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリス
チレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂、
アクリル樹脂やフォトレジスト樹脂などの樹脂類を適当
な方法で被膜形成した後に、所定の位置にスペーサ部材
203が配置される様にエツチングすることによって得
ることができる。
この様なセル構造体lOOは、基板lotと101’の
両側にはクロスニコル状態又はパラレルニコル状態とし
た偏光子107と108がそれぞれ配置されて、電極1
02と102′の間に電圧を印加した時に光学変調を生
じることになる。
両側にはクロスニコル状態又はパラレルニコル状態とし
た偏光子107と108がそれぞれ配置されて、電極1
02と102′の間に電圧を印加した時に光学変調を生
じることになる。
以下に本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発
明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定Sれ
るものではない。
明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定Sれ
るものではない。
実施例1
l100pLのポリエチレンテレフタレートフィルムに
酸化インジウムを主成分とする透明導電膜を低温スパッ
タ装置でフィルム表面温度を1206C以下に抑えて形
成したプラスチック基板に、以下の組成の溶液(溶液組
成(1))を塗布し、120°C30分乾燥して薄膜を
形成した。
酸化インジウムを主成分とする透明導電膜を低温スパッ
タ装置でフィルム表面温度を1206C以下に抑えて形
成したプラスチック基板に、以下の組成の溶液(溶液組
成(1))を塗布し、120°C30分乾燥して薄膜を
形成した。
溶」L1誠U)
テトラ−イソプロポキシチタン 1gポリエステ
ル樹脂(東洋紡;バイロン30p)0.5g テトラヒドロフラン 10m文メチルエ
チルケトン 90m文エタノール
20m文次に、100g/crn
’の押圧下で一方向にラビングし、このラビングした一
対のプラスチツり基板を」ユ下のラビング方向が平行と
なる様に重ね合せ、注入口となる個所を除いたその周辺
をシーリングした。この時の一対のプラスチック基板の
間隔は、1−であった。
ル樹脂(東洋紡;バイロン30p)0.5g テトラヒドロフラン 10m文メチルエ
チルケトン 90m文エタノール
20m文次に、100g/crn
’の押圧下で一方向にラビングし、このラビングした一
対のプラスチツり基板を」ユ下のラビング方向が平行と
なる様に重ね合せ、注入口となる個所を除いたその周辺
をシーリングした。この時の一対のプラスチック基板の
間隔は、1−であった。
次にP−デシロキシベンジリデン−P′−アミノ−2−
メチルブチルシンナメート(DOBAMBC)100重
量部に対して、コレステリルノナネートを5重駄部加え
て液晶組成物を調整した。
メチルブチルシンナメート(DOBAMBC)100重
量部に対して、コレステリルノナネートを5重駄部加え
て液晶組成物を調整した。
この液晶組成物を加熱して等吉相とし、上記で作製して
セル内に減圧下で注入口から注入し、その注入口を封目
した。このセルを徐冷によって降温させ、温度を約70
′Cで維持させた状態で一対の偏光子をクロスニコル状
態で設けてから顕微鏡観察したところ、モノドメインの
非らせん構造のSinC*が形成させている事が確認で
きた。
セル内に減圧下で注入口から注入し、その注入口を封目
した。このセルを徐冷によって降温させ、温度を約70
′Cで維持させた状態で一対の偏光子をクロスニコル状
態で設けてから顕微鏡観察したところ、モノドメインの
非らせん構造のSinC*が形成させている事が確認で
きた。
実施例2〜5
実施例1で用いた下記に示す溶液組成(2)〜(5)の
塗布液を用いたほかは、実施例1と同様の方法で液晶素
子を作成した。
塗布液を用いたほかは、実施例1と同様の方法で液晶素
子を作成した。
症痰■誠
2(実施例2)
テトラ−イソプロポキシチタン 1gインシアネ
ート樹脂 0,5g(日本ポリウレタン
、コロネールL)(固形分)テトラヒドロフラン
10m文メチルエチルケトン
90m文酢酸エチル 7m
文エタノール 20m文3(
実施例3) テトラ−インプロポキシチタン 1gポリアミド
樹脂 0.5g(東し、0M400
0) イソプロピルアルコール 10mMメチルエ
チルケトン 90m文エタノール
20m文4(実施例4) テトラーインプロボギシチタン Igエボネシ樹
脂 0.5g(シェル化学、エピ
コー1−836 )テトラヒドロフラン
lom文メチルエチルケト7 90m文
エタノール 20m文5(実施
例5) テトラ−インプロポキシチタン 1gポリビニル
アルコール樹脂 0.5gイソプロピルアルコ
ール 20mMテトラヒドロフラン
50m文メチルエチルケトン
30mMエタノール 20m
文これらの液晶セルについて実施例1と同様の方法で測
定したところ、同様に均一なモノドメインの非らせん構
造が観察された。
ート樹脂 0,5g(日本ポリウレタン
、コロネールL)(固形分)テトラヒドロフラン
10m文メチルエチルケトン
90m文酢酸エチル 7m
文エタノール 20m文3(
実施例3) テトラ−インプロポキシチタン 1gポリアミド
樹脂 0.5g(東し、0M400
0) イソプロピルアルコール 10mMメチルエ
チルケトン 90m文エタノール
20m文4(実施例4) テトラーインプロボギシチタン Igエボネシ樹
脂 0.5g(シェル化学、エピ
コー1−836 )テトラヒドロフラン
lom文メチルエチルケト7 90m文
エタノール 20m文5(実施
例5) テトラ−インプロポキシチタン 1gポリビニル
アルコール樹脂 0.5gイソプロピルアルコ
ール 20mMテトラヒドロフラン
50m文メチルエチルケトン
30mMエタノール 20m
文これらの液晶セルについて実施例1と同様の方法で測
定したところ、同様に均一なモノドメインの非らせん構
造が観察された。
実施例6〜i。
実施例1で用いた有機チタン化合物に代えて、テトラ−
ノルマルブトキシチタン(実施例6)、テトラビス(2
−エチルヘキソキシチタン(実施例7)、テトラステア
ロキシチタン(実施例8)、ジイソプロポキシ−ビス(
アセチルアセトナート)チタン(実施例9)、ジ−ノル
マルブトキシ−ビス(トリエタノールアミナート)チタ
ン(実施例10) 実施例11 ピッチ1100pで幅62.5gmのストライプ状のI
TO膜を電極として設けたガラス板の上に下記溶液組成
(6)の塗布液をスピンナー塗布した。
ノルマルブトキシチタン(実施例6)、テトラビス(2
−エチルヘキソキシチタン(実施例7)、テトラステア
ロキシチタン(実施例8)、ジイソプロポキシ−ビス(
アセチルアセトナート)チタン(実施例9)、ジ−ノル
マルブトキシ−ビス(トリエタノールアミナート)チタ
ン(実施例10) 実施例11 ピッチ1100pで幅62.5gmのストライプ状のI
TO膜を電極として設けたガラス板の上に下記溶液組成
(6)の塗布液をスピンナー塗布した。
溶液組成(6)
テトラ−イソプロポキシチタン 1gポリイミド
の前駆体であるピロノ リット酸無水物と4.4′−ジアミ ノジフェニルエーテルとの縮合生 0.5g成物(ポ
リアミド酸) (固形分)イソプロピルアー
ル 50m文エタノール
50m文メチルエチルケトン
10m文この溶液組成(6)を塗布したガラス板を2
30°Cで約1時間の加熱による脱水閉環反応によりポ
リイミド膜を形成した。
の前駆体であるピロノ リット酸無水物と4.4′−ジアミ ノジフェニルエーテルとの縮合生 0.5g成物(ポ
リアミド酸) (固形分)イソプロピルアー
ル 50m文エタノール
50m文メチルエチルケトン
10m文この溶液組成(6)を塗布したガラス板を2
30°Cで約1時間の加熱による脱水閉環反応によりポ
リイミド膜を形成した。
次に、long/crn”の押圧下で一方向にラビング
し、このラビングした一対のガラス板を」−下のラビン
グ方向が平行となる様に重ね合せ、注入口となる個所を
除いたその周辺をシーリングした。この時の一対のガラ
ス基板の間隔は、1=であった。次いで、実施例1と同
様の方法で液晶セルを作成し、観察したところ、モノド
メイの非らせん構造のSmC*が形成されていた。
し、このラビングした一対のガラス板を」−下のラビン
グ方向が平行となる様に重ね合せ、注入口となる個所を
除いたその周辺をシーリングした。この時の一対のガラ
ス基板の間隔は、1=であった。次いで、実施例1と同
様の方法で液晶セルを作成し、観察したところ、モノド
メイの非らせん構造のSmC*が形成されていた。
実施例12〜13
実施例11で用いたポリイミドの前駆体である縮合生成
物に代えて、ポリエステルイミドの前駆体であるトリメ
リット酸とヒドロキノンとから得た芳香族ジカルボン酸
無水物と4.4’−ジアミノジフェニルエーテルとの縮
合成物(ポリアミド酸)(実施例12)、ポリアミドイ
ミドの前駆体であるN、N′−ビス(3−アミノフェニ
ル)インフタルアミドとピロメリット酸無水物と縮合生
成物(ポリアミド酸)(実施例13)を用いたほかは実
施例11と同様の方法で液晶セルを作成し、観察したと
ころ、同様の結果が得られた。
物に代えて、ポリエステルイミドの前駆体であるトリメ
リット酸とヒドロキノンとから得た芳香族ジカルボン酸
無水物と4.4’−ジアミノジフェニルエーテルとの縮
合成物(ポリアミド酸)(実施例12)、ポリアミドイ
ミドの前駆体であるN、N′−ビス(3−アミノフェニ
ル)インフタルアミドとピロメリット酸無水物と縮合生
成物(ポリアミド酸)(実施例13)を用いたほかは実
施例11と同様の方法で液晶セルを作成し、観察したと
ころ、同様の結果が得られた。
実施例14
実施例11で用いた有機チタン化合物に代えて、テトラ
−ノルマルブトキシチタンを用いたほかは、実施例11
と同様の方法で液晶素子を作成したところ、非らせん構
造のS m C*が形成されていた。
−ノルマルブトキシチタンを用いたほかは、実施例11
と同様の方法で液晶素子を作成したところ、非らせん構
造のS m C*が形成されていた。
第1図は、本発明の液晶素子の一実施例を表わす断面図
である。 第2図および第3図は、本発明で用いる液晶セルを表わ
す斜視図である。第4図(A)は本発明の液晶素子を表
わす平面図で、第4図(B)はそのA−A’断面図であ
る。第5図は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わす
断面図である。 l ; プラスチック基板 2 ; 透明導電膜の電極 3 ; 配向制御膜 4 ; シール部材 5 ; スペーサ部材 6 ; スメクテイツク液晶 100 、 セル構造体 101.101’ 、 基板 102.102’ 、 電極 103 、 液晶層 104.201 、 スペーサ部材105 、
配向制御膜 106 、 接着剤(シール部材)107.108
; 偏光子 109 、 発熱体 夕 7
である。 第2図および第3図は、本発明で用いる液晶セルを表わ
す斜視図である。第4図(A)は本発明の液晶素子を表
わす平面図で、第4図(B)はそのA−A’断面図であ
る。第5図は、本発明の液晶素子の別の具体例を表わす
断面図である。 l ; プラスチック基板 2 ; 透明導電膜の電極 3 ; 配向制御膜 4 ; シール部材 5 ; スペーサ部材 6 ; スメクテイツク液晶 100 、 セル構造体 101.101’ 、 基板 102.102’ 、 電極 103 、 液晶層 104.201 、 スペーサ部材105 、
配向制御膜 106 、 接着剤(シール部材)107.108
; 偏光子 109 、 発熱体 夕 7
Claims (7)
- (1)電極を設けた一対の基板の間にスメクテイツク液
晶を封入したセル構造を有する液晶素子において、前記
一対の基板のうち少なくとも一方の基板が有機チタン化
合物と有機樹脂を含有する組成物から形成した配向制御
膜を有することを特徴とする液晶素子。 - (2)前記スメクテイツク液晶が強誘電性液晶である特
許請求の範囲第1項記載の液晶素子。 - (3)前記強誘電性液晶がカイラルスメクテイツク液晶
である特許請求の範囲第2項記載の液晶素子。 - (4)前記カイラルスメクテイツク液晶が非らせん構造
の相を形成している特許請求の範囲第3項記載の液晶素
子。 - (5)前記カイラルスメクテイツク液晶がC相、H相、
I相、F相又はG相である特許請求の範囲第3項又は第
4項記載の液晶素子。 - (6)前記有機樹脂がポリエステル樹脂、イソシアネー
ト樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステ
ルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂及
びポリビニルアルコール樹脂からなる樹脂類から少なく
とも1種を選択した樹脂である特許請求の範囲第1項記
載の液晶素子。 - (7)前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板が
プラスチック基板である特許請求の範囲第1項記載の液
晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18487184A JPS6162023A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18487184A JPS6162023A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162023A true JPS6162023A (ja) | 1986-03-29 |
Family
ID=16160769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18487184A Pending JPS6162023A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6162023A (ja) |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18487184A patent/JPS6162023A/ja active Pending
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