JP2627063B2 - 液晶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カラーディスプレイ、特にカラーテレビジ
ョンに適した装置に関する。

本明細書において鉛筆硬度とは、JIS K 5401で規定す
る「塗膜用鉛筆引っかき試験機」により測定した硬度を
いう。

［開示の概要］ 本明細書及び図面は、ビーズをスペーサとして使用し
ている液晶表示素子や液晶−光シャッターアレイ等に用
いられる強誘電性液晶素子を用いた液晶装置において、
カラーフィルター上に鉛筆硬度HB以上の保護膜を形成す
ることにより、保護膜の破壊を防止し、信頼性の高い液
晶装置が得られるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来のアクティブマトリクス駆動方式を用いた液晶テ
レビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ（TFT）を画
素毎のマトリクス配置し、TFTにゲートオンパルスを印
加してソースとドレイン間を導通状態とし、この時映像
画像信号がソースから印加され、キャパシタに蓄積さ
れ、この蓄積された画像信号に対応して液晶（例えばツ
イステッド・ネマチック−TN液晶）が駆動し、そして画
素毎に設けたカラーフィルター層を光学的にスイッチン
グすることによってカラーディスプレイが行なわれてい
た。

しかし、この様なTN液晶を用いたアクティブマトリク
ス駆動方式のテレビジョンパネルでは、使用するTFTが
複雑な構造を有しているため、構造工程数が多く、高い
製造コストがネックとなっている上に、TFT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。

一方、低い製造コストで製造できるものとしてTN結晶
を用いたパッシブマトリクス駆動方式の表示パネルが知
られているが、この表示パネルでは走査線（Ｎ）が増大
するに従って、１画素（１フレーム）を走査する間に１
つの選択点に有効な電界が印加されている時間（デュー
ティー比）が1/Nの割合で減少し、このためクロストー
クが発生し、しかも高コントラストの画像とならないな
どの欠点を有している上、デューティー比が低くなると
各画素の階調を電圧変調により制御することが難しくな
るなど、高密度配線数の表示パネル、特に液晶テレビジ
ョンパネルには適していない。

この様な従来のTn結晶がもつ根本的な問題点を解決す
るものとして、クラークとラガーウォルらの米国特許第
4367924号公報などで双安定性をもつ強誘電性液晶素子
が提案されている。

前述した双安定性強誘電性液晶素子は、セル厚を従来
のTN型液晶素子の場合の1/5〜1/10程度と極めて薄く設
計する必要がある上、そのセル厚を全面に亘って10％以
下の許容範囲に制御する必要があるため、一般にはアル
ミナビーズをスペーサとして使用し、さらにセル内を減
圧状態とすることによって、平行基板の平行度をできる
だけ一定に維持する配慮がなされている。

［発明が解決しようとする問題点］ 基板上にカラーフィルタを形成してカラー表示を行う
場合、カラーフィルターの表面にはその保護膜が一様に
形成される。ところが従来のネマチック型の素子に用い
られる保護膜を強誘電性液晶素子に用いると、その内圧
の違いから不都合を生じていた。すなわち、第５図に示
すように、セル厚を保持するビーズスペーサー57は、セ
ルに加えられる圧力によって基板に点接触で強く押しつ
けられるため、従来の保護膜では硬度不足となり、ビー
ズスペーサ57は保護膜53を突き破り、カラーフィルター
51まで達してしまうことがあった。この結果、破壊され
た部分で液晶相の配向欠陥が発生し、さらには破壊部分
に強誘電性液晶が染込んで色素と接触することにより、
液晶が徐々に汚染されてその抵抗値が著しく低下し、素
子の駆動が不安定になるという欠点があった。

特にカラーフィルター51が破壊された強誘電性液晶素
子を長期間に亘って使用すると、正常なカラーディスプ
レイを行わなくなる問題点を有していることが判明し
た。

第６図（ａ）は、強誘電性液晶の画素に印加される駆
動波形を表わし、第６図（ｂ）は液晶自体にリアルタイ
ムにかかる電圧波形を表している。すなわち、強誘電性
液晶に前述の交差電極間からV_onの書込みパルスを印加
した時に、強誘電性液晶に実質的に印加される電圧波形
は、第６図（ｂ）に示す様にパルス印加時のV₀が時定数
π＝RC（R;強誘電性液晶の抵抗、C;強誘電性液晶の容
量）の割合でΔV₀だけ電圧降下を生じ、この電圧降下Δ
V₀は強誘電性液晶の抵抗Ｒが小さい程大きくなり、パル
ス切換時（パルスの立下がり時）に逆極性の−ΔV₀が強
誘電性液晶に印加されることになる。この｜−ΔV₀|が
反転閾値電圧｜−V_th|より大きい場合には、例えば白の
書込みとは逆の黒の書込みが行われることになる。これ
は、パルスの立下がり時に強誘電性液晶に直列接続され
た配向制御膜などの誘電体層の容量からの放電により逆
向きの電界（−ΔV₀）を発生することが原因となってい
る。

ところで、前述したカラーディスプレイ用液晶素子
は、カラーフィルターの保護膜がビーズスペーサーの押
圧により破壊され、このためセル内の強誘電性結晶にカ
ラーフィルター層中の染料が溶出し、かかる液晶素子を
長期間に亘って使用すると、セル内の強誘電性液晶の抵
抗Ｒが経時的に低下し、やがて前述した逆向き電界−V₀
の値が反転閾値電圧を越えて所望の光学的なスイッチン
グ駆動が作動しなくなる問題点がある。

又、強誘電性液晶素子に行順次書込み方式を適用する
場合には、例えば行上の全部又は所定の画素に対して第
１位相となる位相t₁で強誘電性液晶の第１の配向状態に
基づく第１表示状態を形成するパルスを印加し、次の第
２位相となる位相t₂で選択された画素に対して第１表示
状態を強誘電性液晶の第２の配向状態に基づく第２表示
状態に反転するパルスを印加する方式がある。

この方式の場合、位相t₂では第７図（ａ）に示す様に
第１表示状態を保持する画素には位相t₁で印加したパル
スとは逆極性のパルスが閾値電圧以下で印加されること
になる。

この様に行順次書込み方式の場合では、位相t₁で書込
まれた表示状態を位相t₂で反転することなく保持される
ことが必要である。従って、位相t₂で反転閾値電圧を越
えた電圧が印加されてはならないはずであるが、位相t₁
から位相t₂へのパルス極性切換時に強誘電性液晶には第
７図（ｂ）に示す様に−（aV₀＋ΔV₀）：〔ａはａ＜|V
_th|/|V_on|;V_thは強誘電性液晶の閾値電圧〕：の電圧が
実質的に印加されることになり、この−（aV₀＋ΔV₀）
が反転閾値電圧より大きい場合には、第１表示状態を保
持すべき画素が位相t₂で第２表示状態に反転されること
になり、所期の表示を形成することができなくなる問題
点があった。

本発明の目的は、上記配向欠陥の発生及び液晶の抵抗
値の低下を防止し、強誘電性液晶素子が本来もっている
高速応答性とメモリー効果特性を充分に発揮することの
できる信頼性の高い液晶装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］及び［作用］ すなわち、本発明は、間隔を置いて配置した一対の基
板、該一対の基板のうち少なくとも一方に設けたカラー
フィルター、該カラーフィルターの上に設けた鉛筆硬度
HB以上（但し、鉛筆硬度とは、JIS Ｋ 5401で規定す
る「塗膜用鉛筆引っかき試験機」により測定した硬度を
いう）の保護膜、該一対の基板間の間隔に封入させた液
晶及び該一対の基板間に配置され、且つ該液晶の層厚を
約２μｍ以下に設定させるためのビーズスペーサを有す
ることを特徴とする液晶装置に関するものである。

上記本発明の液晶装置は、さらにその特徴として、前
記液晶が双安定性液晶であること、前記液晶が螺旋構造
の形成を抑制させることによって配向させた配向状態を
有するカイラルスメクチック液晶であること、をも含む
ものである。

本発明の液晶装置によれば、カラーフィルター上の保
護膜を鉛筆硬度HB以上の硬度としたことにより、ビーズ
スペーサーによる膜破壊を防ぐことができ、先述したよ
うなカラーフィルター中の染料等による汚染によって液
晶の抵抗値が低下することがない。このため、メモリー
効果を発現させ得る液晶の層厚を約２μｍ以下に設定さ
せた本発明に係る液晶セルにおいて、特にメモリー効果
とカラー表示効果とを同時に高い信頼性で実現し得る。

［実施例］ 第３図は強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描いたものである。31と31′は、In₂O₂,SnO₂
あるいはITO（Indium−Tin−Oxide）等の薄膜からなる
透明電極で被覆された基板（ガラス板）であり、その間
に液晶分子層32がガラス面に垂直になるよう配向したSm
C^＊相又はSmH^＊相の液晶が封入されている。太線で示し
た線33が液晶分子を表わしており、この液晶分子33はそ
の分子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ_⊥）34を
有している。基板31と31′上の電極間に一定の閾値以上
の電圧を印加すると、液晶分子33のらせん構造がほど
け、双極子モーメント（Ｐ_⊥）34がすべて電界方向に向
くよう、液晶分子33は配向方向を変えることができる。
液晶分子33は、細長い形状を有しており、その長軸方向
と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例えばガラス
面の上下に互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。

本発明の液晶装置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10μ以下）することがで
きる。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第４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
モーメントＰまたはＰ′は上向き（34）又は下向き（3
4′）のどちらかの状態をとる。このようなセルに、第
４図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界Ｅ又
はＥ′を電圧印加手段36と36′により付与すると、双極
子モーメントは、電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに対応
して上向き34又は下向き34′と向きを変え、それに応じ
て液晶分子は、第１の安定状態35か、あるいは第２の安
定状態35′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４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35に配向するが、この状態は電界を切って
も安定である。また、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35′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まっ
ている。また、与える電界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されている。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。また、
この強誘電性液晶素子が所定の駆動特性を発揮するため
には、一対の平行基板間に配置される強誘電性液晶が、
電界の印加状態とは無関係に、上記２つの安定状態の間
での変換が効果的に起こるような分子配列状態にあるこ
とが必要である。たとえばカイラルスメクティック相を
有する強誘電性液晶については、カイラルスメクティッ
ク相の液晶分子層が基板面に対して垂直で、したがって
液晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列した領域（モノド
メイン）が形成される必要がある。したがって、セルと
しては基板の平行度が高く、且つ基板表面が均一である
ことが望ましい。

上記問題点を解決するために本発明で用いた液晶素子
の構成を、実施例に対応する第１図を用いて説明する。
すなわち、本発明で用いる液晶素子は、透明電極5,6の
形成された一対の平行基板2,3間に強誘電性液晶４を挾
持し、少なくとも一方の透明電極と基板間にカラーフィ
ルター11（R,G,B）を有する強誘電性液晶素子であっ
て、各画素のカラーフィルター11上に色素と透明樹脂、
または透明な無機化合物からなる鉛筆硬度HB以上の保護
膜10を形成するとともに、前記基板間に球状のビーズ９
をスペーサーとして挾持したことを特徴とする強誘電性
液晶素子１である。

本発明で用いる液晶材料としてとくに適したものは双
安定性を有する液晶であって、強誘電性を有するもので
あり、具体的にはカイラルスメクティックＣ相（SmC^＊
相）、Ｈ相（SmH^＊）、Ｉ相（SmI^＊相）、Ｊ相（SmJ^＊
相）、Ｋ相（SmK^＊相）、Ｇ相（SmG^＊相）又はＦ相（Sm
F^＊相）の液晶を用いることができる。

この強誘電性液晶については、“ル・ジュールナル・
ド・フィジーク・ルテール（“LE JOURNAL DE PHYSIQUE
LETTERS"）1975年、36（Ｌ−69）号、「フェロエレク
トリック・リキッド・クリスタルス」（「Ferroelectri
cliquid Crystals」）；“アプライド・フィジックス・
レターズ”（“Applied physics Letters"）1980年、36
（11）号、「サブミクロ・セカンド・バイステイブル・
エレクトロオプチック・スイッチング・イン・リキッド
・クリスタルス（「Submicro Second Bistable Electro
optic Switching in Liquid Crystals」）；“固体物
理"1981年、16（141）号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明においては、これらに開示された強誘電性液
晶を使用することができる。

強誘電性液晶化合物の具体例としては、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）、ヘキシルオキシベンジリデン−ｐ′
−アミノ−２−クロロプロピルシンナメート（HOBACP
C）、４−ｏ−（２−メチル）−ブチルレゾルシリデン
−４′−オクチルアニリン（MBRA8）が挙げられる。

これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合
物がカイラルスメクティック相となるような温度状態に
保持する為、必要に応じて素子をヒーターで埋め込まれ
たブロック等により支持することができる。

本発明に用いられる配向制御膜の材料としては、例え
ば、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、ポリカーボネート、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
リヤ樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、あるいは感光性
ポリイミド、環化ゴム系フォトレジスト、フェノールノ
ボラック系フォトレジストあるいは電子線フォトレジス
ト（ポリメチルメタクリレート、エポキシ化−1,4−ポ
リブタジエンなど）などから選択して形成することがで
きる。

カラーフィルター11は、染料でポリビニルアルコール
やセルロース樹脂などの媒染体を着色させて形成したも
のを用いることができる。この際に用いる染料として
は、シアニン系染料、メロシアニン系染料、アズレニウ
ム系染料、ナントラキノン系染料、ナフトキノン系染
料、フェノール系染料、ジスアゾ系染料、トリスアゾ系
染料、テトラゾ系染料などを用いることができる。

又、本発明で用いるカラーフィルター11は、各種の有
機顔料を蒸着法によって被膜形成されたものであっても
よい。この際に用いる有機顔料としては、銅フタロシア
ニン顔料、鉛フタロシアニン顔料、ペリレン系顔料、イ
ンジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ジスアゾ系顔料、
トリスアゾ系顔料、テトラゾ系顔料、アントラキノン系
顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、
ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ピロコリン系顔
料、フルオルビン系顔料、キノフタロ系顔料などを用い
ることができる。

又、本発明の別の好ましい具体例では、カラーフィル
ター11として、着色ポリイミド、着色ポリアミド、着色
ポリアミドイミド、着色エステルイミドや着色ポリエス
テルを用いることができる。特に、ポリアミド（６−ナ
イロン、66−ナイロンあるいは共重合ナイロン）やポリ
エステルは各種の有機溶剤に可溶性であるため、各種の
有機顔料を混入させることが可能である。又、ポリイミ
ド、ポリアミドイミドやポリエステルイミドを着色する
方法としては、その前駆体であるポリアミック酸溶液中
に分散剤（水酸基、カルボシル基、スルホン酸基、カル
ボンアミド基、スルホンアミド基などを置換基としても
つアゾ系染料、フタロシアニン系染料、トリフェニルメ
タン系染料など）とともに有機顔料を分散させる方法を
用いることができる。これらの着色フィルムは、保護膜
10との密着性が極めて良好でよい結果を得ることができ
る。

本発明に用いられる透明な絶縁性樹脂からなる保護膜
10としては、ゴム系フォトレジスト、熱硬化アクリル樹
脂ポリイミド、ポリパラキシリレン（商品名；パリレ
ン、ユニオンカーバイド社）、ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリカーボネート等が挙げられる。これらの塗布
方法としては、スピンナー塗布法を用いることができ
る。また、透明な絶縁性無機化合物からなる保護膜10と
しては、SiO₂,Al₂O₃,TiO₂,ZrO₂,MgF₂,SiO等が挙げられ
る。

前述した保護膜を、鉛筆硬度HB以上の硬度となるよう
形成すると、ビーズスペーサーによる膜の破壊を防ぐこ
とができる。したがって、基板表面において配向欠陥の
原因となる凹凸が除去されるため、平面性のよい基板に
挾持された液晶層は、等方相から液晶相に移行する降温
過程において、液晶相領域が次第に広がり均一なモノド
メインの液晶相を形成するようになる。

例えば、液晶として強誘電液晶相を示す前述のDOBAMB
Cを例にあげて説明するとDOBAMBCの等方相より徐冷して
いくとき約115℃でスメクティックＡ相（SmA相）に相転
移する。このとき、基板にラビングあるいはSiO₂斜め蒸
着などの配向処理が施されていると、液晶分子の分子軸
が基板に平行でかつ一方向に配向したモノドメインが形
成される。さらに、冷却を進めていくと、液晶層の厚み
に依存する約90〜75℃の間の特定温度でカイラルスメク
ティックＣ相（SmC^＊相）に相転移する。又、液晶層の
厚みを約２μ以下とした場合は、SmC^＊相のらせんが解
け、少なくとも第１の安定状態と第２の安定状態をもつ
強誘電性液晶とすることができる。

又この保護膜10によって形成される容量の場合では5.
5×10³PF/cm²以上となる様に設定することによって、前
述の反転現象を一層有効に防止することができる。その
好ましい容量は5.5×10³PF/cm²〜3.0×10⁵PF/cm²の範囲
で、特に十分な絶縁性を保持する上で9.0×10³PF/cm²〜
5.5×10⁴PF/cm²が適している。

この様に、本発明で用いる保護膜10の硬度をHB以上と
することによって、ビーズの押圧によって生じる保護膜
10の破壊が防止され、このためカラーフィルター中の染
料や顔料が強誘電性液晶４に溶解することがないので、
その抵抗低下から惹起こる問題点は生じることがない。

第１図は本発明による強誘電性液晶素子の基本構成を
示す断面図である。第１図において、強誘電性液晶素子
１はガラス板またはプラスチック板などの透明板を用い
た基板２と３を有し、その間には強誘電性液晶４が挾持
されている。各基板２と３にはマトリクス電極構造を形
成するストライプ形状の透明電極５と６が配置され、こ
の透明電極の上には配向膜７及び８が形成されている。
R,G,Bの各色素からなるカラーフィルター11は、ほぼ等
しい膜厚となるように、色素もしくは色素と透明樹脂、
もしくは色素と透明な無機化合物で形成されている。一
方、カラーフィルター11と透明電極５の間には、透明な
保護膜10が形成されている。

上記構成による基板では、カラーフィルター11は、ほ
ぼ同一の膜厚に形成するため、画素上に保護膜、透明電
極、配向膜を順に形成しても、基板面をほぼ平坦に保つ
ことができる。

本発明では、前述の平坦化により、カラーフィルター
側基板表面の段差を1000Å以下とすることができるが、
好ましくは500Å以下とするのが望ましい。

前記配向膜７及び８は、強誘電性液晶の膜厚にも依存
するが、一般的には10Å〜１μ、好適には100Å〜3000
Åの範囲に設定する。また、保護膜10の膜厚は、強誘電
性液晶４の膜厚を決定することができるので、従って液
晶材料の種類や要求される応答速度などにより変化する
が、一般的には0.2μ〜20μ、好適には0.5μ〜10μの範
囲に設定される。また、膜の硬度は前述したように鉛筆
硬度でHB以上となるように設定する。

以下、本発明の実施例をさらに具体的に説明する。

第２図（ａ）〜（ｆ）は、R,G,B3色の色画素の形成工
程を示す図である。まず、コーニング社の＃7059ガラス
基板21上にポジ型レジスト（商品名;OFPR77、東京応化
製）をスピナーを用いて1.0μｍの層厚に塗布し、レジ
スト層22を設けた（第２図ａ参照）。次に、所定のパタ
ーンマスク23を用いてこれを露光し（第２図ｂ参照）、
OFPR77シリーズ専用現像液によって現像して所定のスト
ライプ形状を有するリフトオフ用のパターン22aを形成
した（第２図ｃ参照）。

次に、ガラス基板21のパターン形成面の全面を露光
し、更に不要なパターン部以外のレジスト残渣を酸素プ
ラズマ灰化処理によってガラス基板21上から取り除い
た。

このようにして、リフトオフ用のパターン22aが形成
されたガラス基板21を真空蒸着装置内の所定の位置に配
置し、蒸発源としての二つのモリブデンボートの一方に
蒸着用青色素としてニッケルフタロシアニンを、他のボ
ートに樹脂としてパリレン（ユニオンカーバイト社製）
を入れ、前者の蒸発温度を470℃に、後者の温度を250℃
に調節し、先ずニッケルフタロシアニンを5500Åを基板
21のリフトオフ用パターン形成面に蒸着することによっ
て青色層24を形成した（第２図ｄ参照）。

このリフトオフ用パターン22aと着色層24が形成され
ている基板21をOFPR77シリーズ専用現像液中に５分間浸
漬撹拌し、レジストパターン22aと共にこのパターン上
に蒸着した着色層24aを基板から除去し、青色ストライ
プフィルターを作製した（第２図ｅ参照）。

一方、緑色と赤色のストライプフィルターは第２図の
（ａ）〜（ｅ）の工程を繰返すことで得られる。

緑色の蒸着用色素として、ナマリフタロシアニンを55
00Å蒸着し緑層を形成した。

次に、赤色の蒸着用色素として、アントラキノンを55
00Å蒸着し赤色層を形成した。

以上のようにして第２図（ｆ）に示すようにB,G,R共
にほぼ同一膜厚のカラーフィルターを形成することがで
きた。

実施例１ 次に、第１図の保護膜10として日立化成社のHL−1100
（ポリエーテルアミドイミド）をスピンナー塗布し、さ
らに100℃で30分間加熱硬化し、１μｍの膜厚とした。
この時の保護膜10の硬さは、鉛筆硬度で5Hの硬さであっ
た。

次に第１図に示すように、ITOを500Åの厚さにスパッ
タリング法により成膜し、さらにパターニング形成して
透明電極５とした。この上に配向膜７として、ポリイミ
ド形成溶液（日立化成工業「PIQ」）を3000rpmで回転す
るスピンナーで塗布し、150℃で30分間加熱を行って200
0Åのポリイミド被膜を形成した。しかる後、このポリ
イミド被膜表面をラビング処理した。

このようにして形成したカラーフィルター側の基板２
と、対向する基板３の間に平均粒径１μｍのアルミナビ
ーズをセル厚保持のスペーサーとして散在させ、両基板
を貼り合せてセル組し、下記の強誘電性液晶を封入、封
口して液晶素子を得た。この液晶素子をクロスニコルの
偏光顕微鏡で観察したところ、ビーズスペーサー９によ
る膜の破壊はなく、内部の液晶分子は配向欠陥を生じて
いないことが確認された。

実施例２ 保護膜10をアクリル系ポリマーからなる熱硬化性樹脂
で形成し、他の構成は前記実施例１と全く同様とした。
この時の保護膜10の硬さは鉛筆硬度でHBの硬さであっ
た。

上記構成による素子をクロスニコルの偏光顕微鏡で観
察したところ、前記実施例１と同様にビーズスペーサー
による保護膜の破壊はなく、配向欠陥のない素子を得る
ことができた。

比較例 保護膜10をポリビニルアルコール（PVA）で形成し、
他の構成は前記実施例と全く同様とした。この時の保護
膜10の硬さは鉛筆硬度で2Bの硬さであった。

上記構成による素子をクロスニコルの偏光顕微鏡で観
察したところ、血管が発生し、その欠陥部において液晶
相の著しい配向欠陥が観察された。

前述した３種の液晶セルを温度40℃で相対湿度85％の
条件下に96時間放置した後、それぞれの液晶の抵抗を測
定した。その結果を下記（表１）に示す。

これら３種類の液晶セルについてそれぞれ駆動を行っ
たところ、実施例１と２の液晶セルの駆動は安定してい
たが、比較例の液晶セルの駆動は不安定であった。

前述の抵抗（Ω・cm）は第８図に示す回路を用いて２
周波法によりの矩形パルスを印加して、下記の式からR
_LC（Ω・cm）を求めることによって測定することができ
る。尚、この際、f₁＝32Hz、f₂＝64Hz、Ｖ＝10ボルトと
した。

V:測定電圧 f:矩形波の周波数 I_C:容量成分の電流値 I_R:R成分の電流値 C_LC:液晶の容量 R_LC:液晶の抵抗（Ω） C_LC:R_LCS/d d:液晶の膜厚（セルギャップ） S:電極面積 ｆを変えて、 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、カラーフィル
ター上に鉛筆硬度HB以上の硬さを有する保護膜を形成す
ることにより、ビーズスペーサーの点接触による膜破壊
がなくなるため、配向欠陥や膜破壊により発生する液晶
の抵抗値の低下を防止することができる。したがって、
メモリー効果を発現させ得る液晶の層厚を約２μｍ以下
に設定させた本発明に係る液晶セルにおいて、特にメモ
リー効果とカラー表示効果とを同時に高い信頼性で実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による強誘電性液晶素子の基本構成を示
す断面図、第２図（ａ）〜（ｆ）は色画素の形成工程を
示す図、第３図及び第４図は本発明で用いる強誘電性液
晶を模式的に表わした斜視図、第５図は破壊部分の断面
図、第６図（ａ）及び（ｂ）は、書込み時の電圧波形を
表わす説明図、第７図（ａ）及び（ｂ）は別の書込み時
の電圧波形を表わす説明図、第８図は本実施例で用いた
抵抗の測定回路図である。 １……強誘電性液晶素子、2,3……基板、 ４……強誘電性液晶、5,6……透明電極、 7,8……配向膜、９……ビーズスペーサー、 10……保護膜、11……カラーフィルター。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高尾 英昭 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 村田 辰雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−30223（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−193427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15179（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】間隔を置いて配置した一対の基板、該一対
   の基板のうち少なくとも一方に設けたカラーフィルタ
   ー、該カラーフィルターの上に設けた鉛筆硬度HB以上
   （但し、鉛筆硬度とは、JIS Ｋ 5401で規定する「塗
   膜用鉛筆引っかき試験機」により測定した硬度をいう）
   の保護膜、該一対の基板間の間隔に封入させた液晶及び
   該一対の基板間に配置され、且つ該液晶の層厚を約２μ
   ｍ以下に設定させるためのビーズスペーサを有すること
   を特徴とする液晶装置。
2. 【請求項２】前記液晶が双安定性液晶である特許請求の
   範囲第１項に記載の液晶装置。
3. 【請求項３】前記液晶が螺旋構造の形成を抑制させるこ
   とによって配向させた配向状態を有するカイラルスメク
   チック液晶である特許請求の範囲第１項に記載の液晶装
   置。