JP2002244138A - 高コントラスト比液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
高コントラスト比液晶表示素子の製造方法Info
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- JP2002244138A JP2002244138A JP2001086398A JP2001086398A JP2002244138A JP 2002244138 A JP2002244138 A JP 2002244138A JP 2001086398 A JP2001086398 A JP 2001086398A JP 2001086398 A JP2001086398 A JP 2001086398A JP 2002244138 A JP2002244138 A JP 2002244138A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】アクティヴマトリクス駆動強誘電性液晶表示素
子の作製において、コントラスト比低下の原因となるジ
グ−ザグ欠陥及びヘアピン欠陥の発生を抑えて少なくと
もコントラスト比が２００：１程度またはそれ以上とな
るＣ−２一様相を再現性よく実現する。 【解決手段】無欠陥強誘電性液晶（ＦＬＣＤ）ディスプ
レイを作製する工程において、ＴＦＴなどの駆動用半導
体素を備えた基板１ａ側は光配向により液晶分子を配向
し、それに対向する基板１ｂ側はラビング処理により液
晶を配向する。また、液晶配向膜４ａ、４ｂ及びその下
地となる透明導電膜３ａ、３ｂそれぞれの表面構造の表
面粗さを少なくともＲＭＳ値で１ｎｍ程度またはそれ以
下、前記表面構造の傾き角を２°程度あるいはそれ以
下、また、前記表面構造の周期を５０ｎｍ程度またはそ
れ以下とするように平滑化処理を行う。
子の作製において、コントラスト比低下の原因となるジ
グ−ザグ欠陥及びヘアピン欠陥の発生を抑えて少なくと
もコントラスト比が２００：１程度またはそれ以上とな
るＣ−２一様相を再現性よく実現する。 【解決手段】無欠陥強誘電性液晶（ＦＬＣＤ）ディスプ
レイを作製する工程において、ＴＦＴなどの駆動用半導
体素を備えた基板１ａ側は光配向により液晶分子を配向
し、それに対向する基板１ｂ側はラビング処理により液
晶を配向する。また、液晶配向膜４ａ、４ｂ及びその下
地となる透明導電膜３ａ、３ｂそれぞれの表面構造の表
面粗さを少なくともＲＭＳ値で１ｎｍ程度またはそれ以
下、前記表面構造の傾き角を２°程度あるいはそれ以
下、また、前記表面構造の周期を５０ｎｍ程度またはそ
れ以下とするように平滑化処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子、特
に強誘電性液晶電気光学または表示素子において高いコ
ントラスト比を実現するための製造方法に関する。
に強誘電性液晶電気光学または表示素子において高いコ
ントラスト比を実現するための製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】クラーク及びラガーウォルにより提案さ
れた強誘電性液晶表示素子〔特開昭５６−１０７２１６
号公報〕は双安定性を示し、且つ高速度応答であるため
動画表示用液晶表示素子として期待されてきた。しか
し、ジグ−ザグ欠陥という欠陥が生じ易く、そのため光
漏れが生じ高コントラスト比の液晶の表示を実現するの
が難しかった。過去においてもＣ−１及びＣ−２一様
相の定義（Ｊ．Ｋａｎｂｅｅｔ ａｌ：Ｆｅｒｒｏｅｌ
ｅｃｔｒｉｃｓ，１１４，３−２６，１９９１；Ｍ．Ｋ
ｏｄｅｎ ｅｔ ａｌ：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌｅ．Ｐｈ
ｙｓ．３１，３６３２−３６３５（１９９２）、プレ
ティルトの値（Ｋａｎｂｅ ｅｔ ａｌ；Ｋｏｄｅｎ
ｅｔ ａｌ；Ｐ．Ｗａｔｓｏｎ，Ｐ．Ｊ．Ｂｏｓ；Ｐｈ
ｙｓ．Ｒｅｖ．Ｅ５６ Ｒ３７６９−Ｒ３７１１（１９
９７））、配向膜表面の粗さの関係（Ｐ．Ｗａｔｓｏ
ｎ，Ｐ．Ｊ．Ｂｏｓ；Ｈ．Ｆｕｒｕｅ ｅｔ ａｌ；Ｍ
ｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，３２
８））、光配向技術（Ｒ．Ｋｕｒｉｈａｒａ ｅｔ
ａｌ：ＳＩＤ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈ．Ｐａｐ
ｅｒｓ ３０，８０７−８０９（２０００））について
の報告はある。しかしこれら〜はそれぞれ断片的で
あり、そしてかつそれらの一つのみまたは一部のみが充
足してもＣ−１、Ｃ−２一様相は作り出すことは出来な
い。またアクティブマトリクス駆動表示装置に対するよ
り進んだ対応はなされていない。高性能アクティヴマト
リクス強誘電性液晶素子を製作するためには総合的対策
と新規な技術的アプローチを採用する必要がある。
れた強誘電性液晶表示素子〔特開昭５６−１０７２１６
号公報〕は双安定性を示し、且つ高速度応答であるため
動画表示用液晶表示素子として期待されてきた。しか
し、ジグ−ザグ欠陥という欠陥が生じ易く、そのため光
漏れが生じ高コントラスト比の液晶の表示を実現するの
が難しかった。過去においてもＣ−１及びＣ−２一様
相の定義（Ｊ．Ｋａｎｂｅｅｔ ａｌ：Ｆｅｒｒｏｅｌ
ｅｃｔｒｉｃｓ，１１４，３−２６，１９９１；Ｍ．Ｋ
ｏｄｅｎ ｅｔ ａｌ：Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌｅ．Ｐｈ
ｙｓ．３１，３６３２−３６３５（１９９２）、プレ
ティルトの値（Ｋａｎｂｅ ｅｔ ａｌ；Ｋｏｄｅｎ
ｅｔ ａｌ；Ｐ．Ｗａｔｓｏｎ，Ｐ．Ｊ．Ｂｏｓ；Ｐｈ
ｙｓ．Ｒｅｖ．Ｅ５６ Ｒ３７６９−Ｒ３７１１（１９
９７））、配向膜表面の粗さの関係（Ｐ．Ｗａｔｓｏ
ｎ，Ｐ．Ｊ．Ｂｏｓ；Ｈ．Ｆｕｒｕｅ ｅｔ ａｌ；Ｍ
ｏｌ．Ｃｒｙｓｔ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，３２
８））、光配向技術（Ｒ．Ｋｕｒｉｈａｒａ ｅｔ
ａｌ：ＳＩＤ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈ．Ｐａｐ
ｅｒｓ ３０，８０７−８０９（２０００））について
の報告はある。しかしこれら〜はそれぞれ断片的で
あり、そしてかつそれらの一つのみまたは一部のみが充
足してもＣ−１、Ｃ−２一様相は作り出すことは出来な
い。またアクティブマトリクス駆動表示装置に対するよ
り進んだ対応はなされていない。高性能アクティヴマト
リクス強誘電性液晶素子を製作するためには総合的対策
と新規な技術的アプローチを採用する必要がある。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】ＴＦＴやＣ−ＭＯＳ
の二次元アレイの基板を持った強誘電性液晶ディスプレ
イにおいて、無欠陥Ｃ−２一様状態を実現し望ましくは
２００：１以上のコントラスト比を得るために断片的で
なく総括的な必要事項に漏れがない実際的な製造方法を
提供することにある。
の二次元アレイの基板を持った強誘電性液晶ディスプレ
イにおいて、無欠陥Ｃ−２一様状態を実現し望ましくは
２００：１以上のコントラスト比を得るために断片的で
なく総括的な必要事項に漏れがない実際的な製造方法を
提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために広くかつ深く研究を進め、１）ＴＦＴまた
はＣ−ＭＯＳなどの駆動素子側の基板は光配向処理し、
他方の基板はラビング配向処理を行う、２）ポリイミド
などの液晶配向膜の表面構造の粗さ、傾き角及び周期の
値に一定の許容値以下に抑えたときある大きさのコント
ラスト比を得ることができる、３）配向膜の下地となる
透明導電膜についても、表面構造の粗さ、傾き角、周期
の値を一定の許容値以下に抑える必要がある、４）さら
に無欠陥Ｃ−２相を実現するためには、極角アレカリン
グエネルギーＡθ、方位角アレカリングエネルギー
Ａψ、プレティルト角、液晶層の厚さ及び弾性定数に特
定な許容値または許容範囲がある。そしてなおかつ、こ
れら２）〜４）の項目
決するために広くかつ深く研究を進め、１）ＴＦＴまた
はＣ−ＭＯＳなどの駆動素子側の基板は光配向処理し、
他方の基板はラビング配向処理を行う、２）ポリイミド
などの液晶配向膜の表面構造の粗さ、傾き角及び周期の
値に一定の許容値以下に抑えたときある大きさのコント
ラスト比を得ることができる、３）配向膜の下地となる
透明導電膜についても、表面構造の粗さ、傾き角、周期
の値を一定の許容値以下に抑える必要がある、４）さら
に無欠陥Ｃ−２相を実現するためには、極角アレカリン
グエネルギーＡθ、方位角アレカリングエネルギー
Ａψ、プレティルト角、液晶層の厚さ及び弾性定数に特
定な許容値または許容範囲がある。そしてなおかつ、こ
れら２）〜４）の項目
【請求項１〜８】が同時にすべて満足されていなければ
ならない。
ならない。
【請求項２】の液晶配向技術については（Ａ）ラビング
法、（Ｂ）光配向法、および（Ｃ）ラビング法と光配向
法の組合せとあるが、これらのうち（Ａ）と（Ｂ）はそ
れ自体、公知であるので本発明では（Ｃ）のみとした。
ただし、（Ａ）および（Ｂ）の液晶配向法を用いた場合
でも
法、（Ｂ）光配向法、および（Ｃ）ラビング法と光配向
法の組合せとあるが、これらのうち（Ａ）と（Ｂ）はそ
れ自体、公知であるので本発明では（Ｃ）のみとした。
ただし、（Ａ）および（Ｂ）の液晶配向法を用いた場合
でも
【請求項１】、
【請求項３】〜
【請求項８】は充足されていなければならない。以上の
事柄を総合的に明らかにし上記課題を解決できることを
見出し本発明を提供するに至った。
事柄を総合的に明らかにし上記課題を解決できることを
見出し本発明を提供するに至った。
【０００５】図１液晶表示セルの断面図、図２にＣ−１
とＣ−２の層構造を、さらに図３にＣ−２相における界
面近傍の液晶分子に関する角度の関係を示す。
とＣ−２の層構造を、さらに図３にＣ−２相における界
面近傍の液晶分子に関する角度の関係を示す。
【０００６】一対の基板間に強誘電性液晶を介在させて
液晶素子表示を得る方法において、ＴＦＴやＣ−ＭＯＳ
など駆動素子が二次元的に配置されている基板側では液
晶分子の配向法として光配向法を用い、またそれと対向
する基板ではラビング配向法を用いる。
液晶素子表示を得る方法において、ＴＦＴやＣ−ＭＯＳ
など駆動素子が二次元的に配置されている基板側では液
晶分子の配向法として光配向法を用い、またそれと対向
する基板ではラビング配向法を用いる。
【０００７】前項の強誘電性液晶表示素子において、コ
ントラスト比が２００：１程度またはそれ以上となるよ
うな無欠陥Ｃ−２一様相を得るためには、プレティルト
角θＰ、相傾き角δ、コーン角θＣの間にθＰ＜θＣ−
δの関係を満足していなければならない。この意味でプ
レティルト角θＰ＝０．３°〜２°位となるようにす
る。これは高分子配向膜を選ぶことにより光配向法でも
ラビング法でも共に可能である。これらの記号を記入し
たＣ−２一様相の液晶分子（ダイレクターｎ）、基板面
Ｚ方向、層傾き角δ、プレティルト角θＰ、コーン角θ
Ｃ、ダイレクターの方位角Ψなどを図３に示す。
ントラスト比が２００：１程度またはそれ以上となるよ
うな無欠陥Ｃ−２一様相を得るためには、プレティルト
角θＰ、相傾き角δ、コーン角θＣの間にθＰ＜θＣ−
δの関係を満足していなければならない。この意味でプ
レティルト角θＰ＝０．３°〜２°位となるようにす
る。これは高分子配向膜を選ぶことにより光配向法でも
ラビング法でも共に可能である。これらの記号を記入し
たＣ−２一様相の液晶分子（ダイレクターｎ）、基板面
Ｚ方向、層傾き角δ、プレティルト角θＰ、コーン角θ
Ｃ、ダイレクターの方位角Ψなどを図３に示す。
【０００８】強誘電性液晶表示素子においてコントラス
ト比が２００：１程度またはそれ以上となるような無欠
陥Ｃ−２一様相を得るためには極角アンカリングエネル
ギーを１０−４Ｊ／ｍ２程度またはそれ以上とする。
ト比が２００：１程度またはそれ以上となるような無欠
陥Ｃ−２一様相を得るためには極角アンカリングエネル
ギーを１０−４Ｊ／ｍ２程度またはそれ以上とする。
【０００９】強誘電性液晶表示素子において、コントラ
スト比が２００：１程度またはそれ以上となるような無
欠陥Ｃ−２一様相を得るためには方位角アンカリングエ
ネルギーを２×１０−６Ｊ／ｍ２程度またはそれ以上と
する。
スト比が２００：１程度またはそれ以上となるような無
欠陥Ｃ−２一様相を得るためには方位角アンカリングエ
ネルギーを２×１０−６Ｊ／ｍ２程度またはそれ以上と
する。
【００１０】強誘電性液晶表示素子においてコントラス
ト比が２００：１程度またはそれ以上となるような無欠
陥Ｃ−２一様相を得るためには下地の透明導電膜と液晶
配向膜を含めた形で、配向膜の構造表面の粗さはＲＭＳ
値で１ｎｍ程度またはそれ以下、表面構造の傾き角２°
程度またはそれ以下、そして構造の周期は５０ｎｍ程度
またはそれ以下とする必要がある。
ト比が２００：１程度またはそれ以上となるような無欠
陥Ｃ−２一様相を得るためには下地の透明導電膜と液晶
配向膜を含めた形で、配向膜の構造表面の粗さはＲＭＳ
値で１ｎｍ程度またはそれ以下、表面構造の傾き角２°
程度またはそれ以下、そして構造の周期は５０ｎｍ程度
またはそれ以下とする必要がある。
【００１１】強誘電性液晶ディスプレイセルの断面図を
図１に示す。液晶セルは２枚の偏光板６ａ，６ｂに挟ま
れている。下方の基板には薄膜トランジスタＱ（ＴＦ
Ｔ）７と画素電極ＰＸ３ａ配置された例を示している。
上下基板それぞれに液晶配向膜４ａ，４ｂが塗布されて
いる。
図１に示す。液晶セルは２枚の偏光板６ａ，６ｂに挟ま
れている。下方の基板には薄膜トランジスタＱ（ＴＦ
Ｔ）７と画素電極ＰＸ３ａ配置された例を示している。
上下基板それぞれに液晶配向膜４ａ，４ｂが塗布されて
いる。
【００１２】配向膜４ａ，４ｂは日産化学工業（株）製
のポリイミドＲＮ１１９９を用いた。下方のＴＦＴを配
置した方の配向膜４ａは紫外線斜方照射により光配向処
理を行った。紫外光の照射条件は波長３４０ｎｍ、照射
エネルギーは２００Ｊ／ｃｍ２である。この様な照射で
プレティルト角約１．５°〜２°を持った一様な強誘電
性液晶の配向が得られる。また上方の配向膜はラビング
処理され、方位角アンカリング強度１〜５×１０−４Ｊ
／ｍ２程度の強い配向を得ることができる。この様なハ
イブリッド型の配向処理をすることにより光配向の長所
を生かすことができる。その長所は、静電気の発生が
なくＴＦＴの破壊がない、塵の発生がなく工程の管理
が容易である。一方、光配向はラビング処理と比較して
方位角アンカリングが弱いという点は上方配向膜の強い
アンカリングで補うことができ液晶相２を無欠陥Ｃ−２
一様相とすることができる。
のポリイミドＲＮ１１９９を用いた。下方のＴＦＴを配
置した方の配向膜４ａは紫外線斜方照射により光配向処
理を行った。紫外光の照射条件は波長３４０ｎｍ、照射
エネルギーは２００Ｊ／ｃｍ２である。この様な照射で
プレティルト角約１．５°〜２°を持った一様な強誘電
性液晶の配向が得られる。また上方の配向膜はラビング
処理され、方位角アンカリング強度１〜５×１０−４Ｊ
／ｍ２程度の強い配向を得ることができる。この様なハ
イブリッド型の配向処理をすることにより光配向の長所
を生かすことができる。その長所は、静電気の発生が
なくＴＦＴの破壊がない、塵の発生がなく工程の管理
が容易である。一方、光配向はラビング処理と比較して
方位角アンカリングが弱いという点は上方配向膜の強い
アンカリングで補うことができ液晶相２を無欠陥Ｃ−２
一様相とすることができる。
【００１３】十数種類の強誘電性液晶を用いて試験研究
を行った。それらのうち良好な結果を得た強誘電性液晶
材料を挙げると、ＦＥＬＩＸＭ−４８５１−１００（ク
ラリアントジャパン）及びＣＳ１０１４（チッソ石油化
学）であった。
を行った。それらのうち良好な結果を得た強誘電性液晶
材料を挙げると、ＦＥＬＩＸＭ−４８５１−１００（ク
ラリアントジャパン）及びＣＳ１０１４（チッソ石油化
学）であった。
【００１４】配向膜４ａ，４ｂに対する平滑性は請求項
１〜８を満たすように予め整調された。そのため必要に
応じて透明導電膜３ａ，３ｂ、カラーフィルター５に平
滑処理を施した。なおフィールドシークェンシャルフル
カラー表示方式ではカラーフィルター５は不要である。
１〜８を満たすように予め整調された。そのため必要に
応じて透明導電膜３ａ，３ｂ、カラーフィルター５に平
滑処理を施した。なおフィールドシークェンシャルフル
カラー表示方式ではカラーフィルター５は不要である。
【発明の形態】本発明の実施の形態の例を図面を参照に
説明する。
説明する。
【００１５】図１に示すように、この発明の形態に係わ
る液晶表示素子は一対の透明基板（たとえばガラス基
板）１ａ，１ｂで液晶セルを構成し、その内部に液晶層
２（この場合は強誘電性液晶スメクティックＣ＊相）を
保持する。上下の基板には透明電極３ａ（ＰＸ），３ｂ
を配置し液晶に電圧を印加する。透明導電膜として通常
ＩＴＯを用いる。
る液晶表示素子は一対の透明基板（たとえばガラス基
板）１ａ，１ｂで液晶セルを構成し、その内部に液晶層
２（この場合は強誘電性液晶スメクティックＣ＊相）を
保持する。上下の基板には透明電極３ａ（ＰＸ），３ｂ
を配置し液晶に電圧を印加する。透明導電膜として通常
ＩＴＯを用いる。
【００１６】液晶セルの内面壁には液晶配向膜４ａ，４
ｂが塗布されている。
ｂが塗布されている。
【００１７】カラー表示のためカラーフィルター５を用
いる。フィールドシークェンシャル方式ではカラーフィ
ルターは不要である。アクティヴマトリクス表示では薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｑ（７）、ピクセル電極ＰＸ
（３ａ）、ブラックストライプＢ５が用いられる。ＴＦ
Ｔの代わりに結晶シリコントランジスターなどを用いて
もよい。液晶表示として用いるための２枚の基板と液晶
よりなるセルを２枚の偏光板６ａ，６ｂに挟んだ形で用
いられる。反射型で用いるときは下側の基板１ａの上に
光反射板を配し、偏光板は一枚でよい。
いる。フィールドシークェンシャル方式ではカラーフィ
ルターは不要である。アクティヴマトリクス表示では薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｑ（７）、ピクセル電極ＰＸ
（３ａ）、ブラックストライプＢ５が用いられる。ＴＦ
Ｔの代わりに結晶シリコントランジスターなどを用いて
もよい。液晶表示として用いるための２枚の基板と液晶
よりなるセルを２枚の偏光板６ａ，６ｂに挟んだ形で用
いられる。反射型で用いるときは下側の基板１ａの上に
光反射板を配し、偏光板は一枚でよい。
【００１８】図２の下の図は強誘電性液晶（Ｆｅｒｒｏ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ＝ＦＬ
Ｃ）セルの断面図を示している。ラビング方向または光
配向方向を８ａ，８ｂの矢印のようにとると、液層分子
９は折れ曲がった層構造（シェブロン型）１０をとる。
ｅｌｅｃｔｒｉｃ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ＝ＦＬ
Ｃ）セルの断面図を示している。ラビング方向または光
配向方向を８ａ，８ｂの矢印のようにとると、液層分子
９は折れ曲がった層構造（シェブロン型）１０をとる。
【００１９】界面の液晶分子配向を８ａ，８ｂの方向と
なるようにとると、上下の基板においてプレティルト角
１１ａ，１１ｂが生じる。プレティルトの方向は矢印８
ａ，８ｂの方向に立ち上がる方向をとる。シェブロン層
の傾きの角度はδ １２で示されている。
なるようにとると、上下の基板においてプレティルト角
１１ａ，１１ｂが生じる。プレティルトの方向は矢印８
ａ，８ｂの方向に立ち上がる方向をとる。シェブロン層
の傾きの角度はδ １２で示されている。
【００２０】シェブロンの傾きの向きとプレティルト角
の向きとの関係でＣ−１相１３とＣ−２相１４が生じ
る。一般にＣ−２相の方がＣ−１相より安定であるので
本発明はＣ−２一様相を得ることを目的としている。
の向きとの関係でＣ−１相１３とＣ−２相１４が生じ
る。一般にＣ−２相の方がＣ−１相より安定であるので
本発明はＣ−２一様相を得ることを目的としている。
【００２１】Ｃ−１相とＣ−２相の境界に屈折率不連続
が生じ、それらは稲妻欠陥（またはジグザグ欠陥）１５
およびヘアピン欠陥１６を生じる。これらの欠陥は液晶
セルを２枚の偏光板で挟んで用いたとき光漏れが生じコ
ントラスト比を低下させてしまう。
が生じ、それらは稲妻欠陥（またはジグザグ欠陥）１５
およびヘアピン欠陥１６を生じる。これらの欠陥は液晶
セルを２枚の偏光板で挟んで用いたとき光漏れが生じコ
ントラスト比を低下させてしまう。
【００２２】本発明は図１におけるトランジスターなど
の駆動用半導体素が付いた側をラビングなしの光配向を
用いて配向し、対向する側をラビング処理を施すことに
より、これら２種類の配向法の長所を生かした形で用い
られている。液晶層の厚さ１７に比べて界面配向層の厚
さはほぼ１０ｎｍ位で極めて薄い。
の駆動用半導体素が付いた側をラビングなしの光配向を
用いて配向し、対向する側をラビング処理を施すことに
より、これら２種類の配向法の長所を生かした形で用い
られている。液晶層の厚さ１７に比べて界面配向層の厚
さはほぼ１０ｎｍ位で極めて薄い。
【００２３】図３はＣ−２一様相を得るために用いられ
るいろいろな液晶分子に関する角度関係を示している。
ｎ１８は液晶分子のダイレクター１８であり、プレティ
ルト角が１９である。シェブロン傾き角はδ ２０であ
る。セルの基板方向がＺ２１、セル基板垂直方向がＹ２
２である。ＦＬＣ分子はコーン２３の上を動く、そのと
き分子ダイレクターｎ１８の一方の端が原点０２４の方
向に向かうような状態を保ちながら動く、そしてコーン
角がθＣ２５である。また液晶分子の方位角はΨ ２６
である。
るいろいろな液晶分子に関する角度関係を示している。
ｎ１８は液晶分子のダイレクター１８であり、プレティ
ルト角が１９である。シェブロン傾き角はδ ２０であ
る。セルの基板方向がＺ２１、セル基板垂直方向がＹ２
２である。ＦＬＣ分子はコーン２３の上を動く、そのと
き分子ダイレクターｎ１８の一方の端が原点０２４の方
向に向かうような状態を保ちながら動く、そしてコーン
角がθＣ２５である。また液晶分子の方位角はΨ ２６
である。
【００２４】液晶分子の電界によるスウィッチングはＣ
ベクトル２７が回転し角度φ２８を変える形で生じる。
そのとき自発分極Ｐ２９が反転する形となる、これが強
誘電性液晶の分極反転スウィッチングである。
ベクトル２７が回転し角度φ２８を変える形で生じる。
そのとき自発分極Ｐ２９が反転する形となる、これが強
誘電性液晶の分極反転スウィッチングである。
【００２５】本発明においては請求項１〜請求項８に述
べられているように、ＦＬＣＤにおいて、少なくともコ
ントラスト比が２００：１またはそれ以上となるような
Ｃ−２一様相を得るために、１）光配向とラビング配向
の組合せ、２）透明導電膜図１の３ａ，３ｂの表面粗さ
または平坦性に対する数値的必要条件、３）液晶配向膜
４ａ，４ｂは目的とする方向に、目的とする値をもつプ
レティルト角（図２，１１ａ，１１ｂ）、（図３，１
９）を生じ、かつ液晶配向膜の表面の粗さまたは平坦性
にある数値的条件が付される。４）極角（それはプレテ
ィルト角の方向にとった角度）（図３，１９）、方向ア
ンカリングエネルギーおよび方位角（図３，２６方向）
のアンカリングエネルギーに数値的条件が付けられる。
これらの条件は請求項１〜８に数値的に述べられてい
る。そして請求項１〜８が同時に満足しなければならな
い。
べられているように、ＦＬＣＤにおいて、少なくともコ
ントラスト比が２００：１またはそれ以上となるような
Ｃ−２一様相を得るために、１）光配向とラビング配向
の組合せ、２）透明導電膜図１の３ａ，３ｂの表面粗さ
または平坦性に対する数値的必要条件、３）液晶配向膜
４ａ，４ｂは目的とする方向に、目的とする値をもつプ
レティルト角（図２，１１ａ，１１ｂ）、（図３，１
９）を生じ、かつ液晶配向膜の表面の粗さまたは平坦性
にある数値的条件が付される。４）極角（それはプレテ
ィルト角の方向にとった角度）（図３，１９）、方向ア
ンカリングエネルギーおよび方位角（図３，２６方向）
のアンカリングエネルギーに数値的条件が付けられる。
これらの条件は請求項１〜８に数値的に述べられてい
る。そして請求項１〜８が同時に満足しなければならな
い。
【００２６】実施例として、ラビング配向および光配向
膜として日産化学工業のポリイミドＲＮ１１９９、また
強誘電性液晶としてクライアントジャパン社のＦＥＬＩ
ＸＭ−４６５４０１００，ＦＥＬＩＸＭ−４８５１−１
００，およびチッソ石油化学のＣＳ１０１４を用いてＣ
−２一様相を得ることができた。
膜として日産化学工業のポリイミドＲＮ１１９９、また
強誘電性液晶としてクライアントジャパン社のＦＥＬＩ
ＸＭ−４６５４０１００，ＦＥＬＩＸＭ−４８５１−１
００，およびチッソ石油化学のＣＳ１０１４を用いてＣ
−２一様相を得ることができた。
【発明の効果】強誘電性液晶を用いた電気光学素子及び
表示素子は一般的にはジグ−ザグ欠陥が発生し易く、そ
のため光漏れが生じて高いコントラスト比を得るのが難
しい。本発明はコントラスト比２００：１程度またはそ
れ以上の強誘電性液晶電気光学素子及び表示素子を総括
的かつ総合的な方法により実現する。
表示素子は一般的にはジグ−ザグ欠陥が発生し易く、そ
のため光漏れが生じて高いコントラスト比を得るのが難
しい。本発明はコントラスト比２００：１程度またはそ
れ以上の強誘電性液晶電気光学素子及び表示素子を総括
的かつ総合的な方法により実現する。
【図１】 本発明の強誘電性液晶表示セルの概略断面で
ある。
ある。
【図２】 強誘電性液晶に生じるジグ−ザグ欠陥とヘア
ピン欠陥の分子構造を示す。
ピン欠陥の分子構造を示す。
【図３】 Ｃ−２一様相を生じる界面近傍の強誘電性液
晶分子に係わる角度の関係を示す。
晶分子に係わる角度の関係を示す。
１ 基板 ２ 液晶 ３ａ，３ｂ 透明導電膜 ４ａ，４ｂ 液晶配向膜 ５ カラーフィルター ６ａ，６ｂ 偏光板 Ｑ（７） トランジスター ＰＸ（３ａ） 電極 ＢＳ ブラックストライプ ８ａ，８ｂ ラビング配向または光配向の方向 ９ 液晶分子 １０ 液晶分子の層構造（シェブロン構造） １１ａ，１１ｂ プレティルト角 １２ シェブロン傾き角 １３ Ｃ−１相 １４ Ｃ−２相 １５ ジグ−ザグ欠陥 １６ ヘアピン配向 １７ 液晶層の厚さ １８ 液晶分子ダイレクター １９ プレティルト角（極角の方向） ２０ シェブロン傾き角（１２と同じ） ２１ 基板面の方向 ２２ 基板に対する法線方向 ２３ コーン ２４ 原点 ２５ コーン角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1337 ５２５ Ｇ０２Ｆ 1/1337 ５２５
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくても一方の透明基板にその基板
面内の所定の方向にスメクティック液晶、カイラルスメ
クティック液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶分子を
配向させる積極的配向構造を有する一対の透明基板また
は一方が透明基板となる一対の基板と、前記一対の基板
間に挟まれた液晶層とを有し、液晶の配向に極力欠陥が
生じないようにした液晶表示素子。 - 【請求項２】 前記積極的配向構造は一対の高分子配
向膜または無機配向膜であり、それら配向膜の一方たと
えばＴＦＴやＣ−ＭＯＳなどの駆動素子側の配向膜は光
配向処理され、もう一方の配向膜はラビング処理されて
いる。この二つの配向方法を組合せて用いる方式は液晶
として強誘電性液晶のみならず他の液晶たとえばネマテ
ィック液晶を用いた場合にも適用できる。 - 【請求項３】 液晶セル内においてその厚さが１μｍ
〜２μｍ程度である強誘電性液晶に生じるジグ−ザグ欠
陥の発生を抑えてＣ−２一様相を作り、少なくともコン
トラスト比を２００：１程度またはそれ以上とするため
に高分子配向膜の下地となるたとえば透明導電膜ＩＴＯ
の表面粗さは少なくともＲＭＳ値で１ｎｍ程度またはそ
れ以下、表面構造の傾き角２°程度またはそれ以下、ま
た構造の周期は５０ｎｍ程度またはそれ以下とする。こ
れらの条件を満たすために必要に応じて平滑化処理を行
う。 - 【請求項４】 液晶セル内においてそこに介在する液
晶層の厚さが１μｍ〜２μｍ程度である強誘電性液晶に
生じるジグ−ザグ欠陥の発生を抑えＣ−２一様相を作
り、少なくともコントラスト比を２００：１以上とする
ために少なくとも高分子配向膜の粗さはＲＭＳ値で少な
くとも０．５ｎｍ程度またはそれ以下、傾き角１°程度
またはそれ以下、周期１００ｎｍ程度またはそれ以下と
する。 - 【請求項５】 上記請求事項１〜４の条件下で、方位
角アンカリングの強度は１０−４Ｊ／ｍ２程度またはそ
れ以上の強いアンカリングであることが望ましい。 - 【請求項６】 上記の請求事項１〜５の条件下で極角
方向のアンカリング強度は１０−５Ｊ／ｍ２程度または
それ以上の強いアンカリングとする。 - 【請求項７】 上記の請求項１〜６の条件下で光配向
のアンカリング強度も強く１０−４Ｊ／ｍ２程度である
ことが望ましいが、光配向の方位角アンカリング強度は
１０−５Ｊ／ｍ２〜１０−６／ｍ２程度でも止むを得な
いとする。このようなアンカリングエネルギーに対応し
てＣ−２一様相を与えるための液晶材料の弾性エネルギ
ー値はほぼ１×１０−１２Ｎ〜５×１０−１２Ｎの範囲
である。 - 【請求項８】 上記請求項１〜７が一つまたは一部の
みが充足されただけでは充分でなく、１〜７の事項がす
べて同時に満足されること。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001086398A JP2002244138A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 高コントラスト比液晶表示素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001086398A JP2002244138A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 高コントラスト比液晶表示素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002244138A true JP2002244138A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18941778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001086398A Pending JP2002244138A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 高コントラスト比液晶表示素子の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002244138A (ja) |
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- 2001-02-16 JP JP2001086398A patent/JP2002244138A/ja active Pending
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