JP2002311458A - 強誘電性液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

強誘電性液晶表示素子及びその製造方法

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JP2002311458A JP2002032371A JP2002032371A JP2002311458A JP 2002311458 A JP2002311458 A JP 2002311458A JP 2002032371 A JP2002032371 A JP 2002032371A JP 2002032371 A JP2002032371 A JP 2002032371A JP 2002311458 A JP2002311458 A JP 2002311458A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コントラスト比が高くて双安定特性を有する
強誘電性液晶表示素子及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る強誘電性液晶表示素子は所
定間隔で隔離された上部及び下部基板と、対向される上
部及び下部基板上に各々形成された電極層と、電極層上
に各々形成されて設定された第1ラビング方向及び第1ラ
ビング方向と所定角度で交差する第2ラビング方向を沿
って各々ラビング処理された配向膜と、配向膜間に本棚
構造を有する強誘電性液晶で満たされた液晶層を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電性液晶表示
素子及びその製造方法に関し、詳細には、本棚構造の強
誘電性液晶を利用して双安定と高いコントラスト比を有
する強誘電性液晶表示素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に広く利用される強誘電性液晶表
示素子は、シェブロン(chevron)構造を有するキラルス
メチックC状(SmC*)の液晶材料を利用する。このような
液晶材料を利用する強誘電性液晶表示素子は、製造工程
上で、該当液晶を注入して温度を下げるとキラルネマチ
ック(N*)状を経てラビング方向に垂直の層構造を有する
スメチックA状になって、またキラルスメチックC状に変
化する。この過程で、液晶層内の液晶分子の長軸方向が
ラビング方向に対して特定の角度で傾きながらスメチッ
ク層間の間隔が減って、その結果、体積の変化を補償す
るために、図1に示されたように、液晶層10内でのスメ
チック層の折れが発生される。このように折れた層構造
をシェブロン(chevron)構造として折れる方向によって
液晶の長軸の方向が互いに他のドメインが形成されて、
その境界面にジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥、マウンテン
欠陥などが存在する不均一な配向が得られる。
【０００３】このような配向特性により液晶ディスプレ
ーのコントラスト比が顕著に落ちるようになって、これ
を防止するために直流電圧を加える場合、液晶層内のイ
オンが配向膜表面に積まれるようになって現在表示状態
から他の表示状態に転換される時以前の表示パターンが
かすかに表示される残影現象が発生される問題点があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な問題点を改善するために案出されたものであり、コン
トラスト比が高くて双安定特性を有する強誘電性液晶表
示素子及びその製造方法を提供することにその目的があ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る強誘電性液晶表示素子は、所定間隔
に隔離される上部及び下部基板と、対向される前記上部
及び下部基板上に各々形成された電極層と、前記電極層
上に各々形成された配向膜と、前記配向膜間に強誘電性
液晶で満たされた液晶層を具備する強誘電性液晶表示装
置において、前記液晶層は本棚構造を有する強誘電性液
晶で形成されていて、前記配向膜は設定された第1ラビ
ング方向及び第1ラビング方向と所定角度で交差する第2
ラビング方向を沿って各々ラビング処理されている。
【０００６】好ましくは、前記第2方向は前記第1方向と
45°角度で交差される方向である。
【０００７】また、上記の目的を達成するための強誘電
性液晶表示素子の製造方法は、基板、電極層、配向膜が
順次的に形成された下部構造体及び上部構造体を各々形
成する段階と；前記配向膜に設定された第1ラビング方
向を沿ってラビング処理する段階と；前記配向膜に前記
第1ラビング方向と所定角度で交差する第2ラビング方向
を沿ってラビング処理する段階と；ラビング処理された
前記下部構造体と前記上部構造体の中いずれかの構造体
に液晶注入用セルを形成させる段階と；前記下部構造体
と前記上部構造体を接合させる段階と；前記下部構造体
と上部構造体間のセルに本棚構造を有する強誘電性液晶
を注入して封入する段階と；を含む。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の詳述した目的及び特徴
は、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細
に説明することによってより明白になる。
【０００９】以下、添付された図を参照しながら本発明
の好ましい実施例に係る強誘電性液晶表示素子及びその
製造方法をより詳細に説明する。
【００１０】図2は、本発明に係る強誘電性液晶表示素
子を示した断面図である。強誘電性液晶表示素子30は、
下部基板31、下部電極層33、下部配向膜36、液晶層37、
上部配向膜35、上部電極層34、上部基板32及びシーリン
グ部材38を具備する。相互対向にならない下部基板31と
上部基板32の外側には偏光板(図示せず)が配置される。
【００１１】上部及び下部基板32、31は、ガラスのよう
な透明素材が適用される。
【００１２】上部及び下部電極層34、33は、透明導電素
材、例えば、ITO素材で形成される。好ましくは、下部
電極層33と上部電極層34は、相互直交される方向を沿っ
て多数の電極が平行に形成される。
【００１３】上部及び下部配向膜35、36は、知らされた
多様な配向素材で形成される。配向素材の例としては、
ポリイミド、ポリビニールアルコール、ナイロン、PVA
系などがある。
【００１４】配向膜35、36は、図3に示されたように、
第1ラビング方向のa方向及び第1ラビング方向と所定角
度で交差する第2ラビング方向のb方向を沿って各々ラビ
ング処理されている。第1ラビング方向aに対する第2ラ
ビング方向bの交差角度Cは、適用される強誘電性液晶素
材の捩り角度に対応されるように決定する。例えば、適
用される強誘電性液晶素材の捩り角度が45度の場合第1
ラビング方向aに対する第2ラビング方向bの交差角度は4
5になるように処理されることが好ましい。このような
交差方向のラビング処理は、配向膜35、36による配向特
性を適用される液晶素材の電界認可に係る捩り角度に対
応して安定的に提供する。
【００１５】液晶層37は、本棚(bookshelf)構造を有す
る強誘電性液晶素材で満たされる。本棚構造の強誘電性
液晶層37は、図4に示されたように注入及び状転移処理
後垂直上で配列されたスメチック層内での液晶分子が折
らないで平行に列をなされる構造を有する。このような
本棚構造の強誘電性液晶素子は、該当液晶を注入して温
度を下げるとキラルネマチック(N*)状を経てラビング方
向に垂直の層構造を有するキラルスメチックC(SmC*)状
に直ちに転換する。
【００１６】本棚構造を有する液晶素材は、日本国特開
平6-122875号、日本国特開平6-25060号、日本国特開平6
-40985号、日本国特開平6-228057号、韓国特許公開公報
1997-1332号等多様に知られている。
【００１７】このような本棚構造を有する液晶素材が適
用された液晶層37に対して、配向膜35、36が先に説明さ
れたように液晶の捩り角度に対応する角度で交差される
ようにラビング処理されば、各ラビング方向を沿って表
面エネルギーが相対的に変化されて液晶の配向が捩り角
度に対応されるように安定される。その結果、図5に示
されたように、液晶分子37aは、配向膜の表面と平行な
面で電圧引継ぎ時毎に反復的に捩り角度範囲θが安定的
に維持される。その結果、双安定が優秀になって、スレ
ッショルド電圧が低くなり駆動電圧を下げることができ
て、コントラスト比が高まる。
【００１８】このような液晶表示素子の製造過程を図6
を参照して説明する。
【００１９】まず、上部及び下部構造体を作る(段階10
0)。
【００２０】下部構造体は、下部基板31、下部電極層3
3、下部配向膜36が順次的に形成された構造を示し、上
部構造体は上部基板32、上部電極層34、上部配向膜35が
順次的に形成された構造を示す。
【００２１】次は、上部及び下部配向膜35、36に第1ラ
ビング方向を沿ってラビング処理する(段階110)。その
後、上部及び下部配向膜35、36に第2ラビング方向を沿
ってラビング処理する(段階120)。
【００２２】ラビング方式は、布を巻いたローラで配向
膜35、36表面をラビング処理する方式等知らされた多様
な方式が適用できる。
【００２３】あとは、ラビング処理された下部構造体及
び上部構造体の中からいずれかの構造体の基板31、32に
密封剤のようなシーリング素材を形成しようとするセル
構造によってプリントして(段階130)、間隙を維持させ
るためのスペーサを設置した次に、対をなす他構造体を
接合させる(段階140)。
【００２４】接合後にシーリング素材により形成された
セル内に本棚構造を有する強誘電性液晶を注入した後
に、セルの注入口を封入する(段階150)。そうしてか
ら、本棚構造を有するキラルスメチック状を得るための
温度処理を遂行すればよい。
【００２５】本発明は、上述した特定の好ましい実施例
に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨を抜け
出すことがなく該当発明が属する技術分野で通常の知識
を持った者ならば誰でも多様な変形実施が可能なことは
もちろんで、そのような変形は記載された請求範囲内に
あるべきである。
【００２６】
【発明の効果】いままで説明されたように、本発明に係
る強誘電性液晶表示素子及びその製造方法によれば、本
棚構造の強誘電性液晶が安定的に捩るように配向処理さ
れて残影現状が抑制されて、低いスレッショルド電圧及
び双安定特性を有するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のシェブロン構造を有する液晶層を図式的
に示した図である。
【図２】本発明に係る強誘電性液晶表示素子を示した断
面図である。
【図３】図2の配向膜のラビング処理された形態を示し
た図である。
【図４】図3の本棚構造の強誘電性液晶の配列形態を図
式的に示した図である。
【図５】図4の強誘電性液晶の電界認可可否に係る捩り
角度を示すための図である。
【図６】本発明に係る強誘電性液晶表示素子の製造工程
を示したフローチャートである。
【符号の説明】
３０ 強誘電性液晶表示素子 ３１ 下部基板 ３２ 上部基板 ３３ 下部電極層 ３４ 上部電極層 ３５ 上部配向膜 ３６ 下部配向膜 ３７ 液晶層 ３７ａ 液晶分子 ３８ シーリング部材
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 GA04 HA01 HA02 HA03 HA18 JA17 MA02 MA20 2H090 KA14 LA01 LA02 LA03 LA09 MB01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定間隔で隔離された上部及び下部基板
    と、対向される前記上部及び下部基板上に各々形成され
    た電極層と、前記電極層上に各々形成された配向膜と、
    前記配向膜間に強誘電性液晶で満たされた液晶層を具備
    する強誘電性液晶表示装置において、前記液晶層は本棚
    構造を有する強誘電性液晶で形成されていて、前記配向
    膜は設定された第1ラビング方向及び第1ラビング方向と
    所定角度で交差する第2ラビング方向に沿って各々ラビ
    ング処理されたことを特徴とする強誘電性液晶表示素
    子。
  2. 【請求項２】 前記第2ラビング方向は、前記第1ラビン
    グ方向と45°角度で交差される方向を特徴とする請求項
    1に記載の強誘電性液晶表示素子。
  3. 【請求項３】 基板、電極層、配向膜が順次的に形成さ
    れた下部構造体及び上部構造体を各々形成する段階と；
    前記配向膜に設定された第1ラビング方向に沿ってラビ
    ング処理する段階と；前記配向膜に前記第1ラビング方
    向と所定角度で交差する第2ラビング方向に沿ってラビ
    ング処理する段階と；ラビング処理された前記下部構造
    体と前記上部構造体の中からいずれかの構造体に液晶注
    入用セルを形成させる段階と；前記下部構造体と前記上
    部構造体を接合させる段階と；前記下部構造体と上部構
    造体間のセルに本棚構造を有する強誘電性液晶を注入し
    て封入する段階と；を含むことを特徴とする強誘電性液
    晶表示素子の製造方法。
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