JP2647828B2 - 液晶素子の製造法 - Google Patents
液晶素子の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、表示パネルや光シヤツタアレイ等に利用し
うる液晶素子に関し、詳しくは良好な双安定状態を実現
した強誘電性液晶を用いた液晶素子の製造法に関する。
うる液晶素子に関し、詳しくは良好な双安定状態を実現
した強誘電性液晶を用いた液晶素子の製造法に関する。
従来の液晶素子としては、例えばエム・シヤツト（M.
Schadt）とダブリュー・ヘルフリツヒ（W.Helfrich）著
“アプライド・フイジツクス・レターズ”（“Applied
Physics Letters"）第18巻，第４号（1971年２月15日発
行），第127〜128頁の“ボルテージ・デイペンダント・
オプテイカル・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイステ
ツド・ネマチツク・リキツド・クリスタル”（“Voltag
e Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic
Liquid Crystal"）に示されたツイステツド・ネマチツ
ク（twisted nematic）液晶を用いたものが知られてい
る。このTN液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電極
構造を用いた時分割駆動の時、クロストークを発生する
問題点があるため、画素数が制限されていた。
Schadt）とダブリュー・ヘルフリツヒ（W.Helfrich）著
“アプライド・フイジツクス・レターズ”（“Applied
Physics Letters"）第18巻，第４号（1971年２月15日発
行），第127〜128頁の“ボルテージ・デイペンダント・
オプテイカル・アクテイビテイー・オブ・ア・ツイステ
ツド・ネマチツク・リキツド・クリスタル”（“Voltag
e Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic
Liquid Crystal"）に示されたツイステツド・ネマチツ
ク（twisted nematic）液晶を用いたものが知られてい
る。このTN液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電極
構造を用いた時分割駆動の時、クロストークを発生する
問題点があるため、画素数が制限されていた。
又、各画素に薄膜トランジスタによるスイツチング素
子を接続し、各画素毎をスイツチングする方式の表示素
子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成
する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成す
ることが難しい問題点がある。
子を接続し、各画素毎をスイツチングする方式の表示素
子が知られているが、基板上に薄膜トランジスタを形成
する工程が極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成す
ることが難しい問題点がある。
この様な従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク（Cl
ark）およびラガウエル（Lagerwall）により提案されて
いる（特開昭56−107216号公報、米国特許第4367924号
明細書等）。双安定性を有する液晶としては、一般に、
カイラルスメクチツクＣ相（SmC＊）又はＨ相（Sm
H＊）、を有する強誘電性液晶が用いられる。この液晶
は電界に対して第１の光学的安定状態と第２の光学安定
状態からなる双安定状態を有し、従って前述のTN型の液
晶で用いられた光学変調素子とは異なり、例えば一方の
電界ベクトルに対して第１の光学的安定状態に液晶が配
向し、他方の電界ベクトルに対しては第２の光学的安定
状態に液晶が配向される。またこの型の液晶は、加えら
れる電界に応答して、極めて速やかに上記２つの安定状
態のいずれかを取り、且つ電界の印加のないときはその
状態を維持する性質（メモリー効果）を有する。このよ
うな性質を利用することにより、上述した従来のTN型素
子の問題点の多くに対して、かなり本質的な改善が得ら
れる。
て、双安定性を有する液晶素子の使用が、クラーク（Cl
ark）およびラガウエル（Lagerwall）により提案されて
いる（特開昭56−107216号公報、米国特許第4367924号
明細書等）。双安定性を有する液晶としては、一般に、
カイラルスメクチツクＣ相（SmC＊）又はＨ相（Sm
H＊）、を有する強誘電性液晶が用いられる。この液晶
は電界に対して第１の光学的安定状態と第２の光学安定
状態からなる双安定状態を有し、従って前述のTN型の液
晶で用いられた光学変調素子とは異なり、例えば一方の
電界ベクトルに対して第１の光学的安定状態に液晶が配
向し、他方の電界ベクトルに対しては第２の光学的安定
状態に液晶が配向される。またこの型の液晶は、加えら
れる電界に応答して、極めて速やかに上記２つの安定状
態のいずれかを取り、且つ電界の印加のないときはその
状態を維持する性質（メモリー効果）を有する。このよ
うな性質を利用することにより、上述した従来のTN型素
子の問題点の多くに対して、かなり本質的な改善が得ら
れる。
しかしながら、これまでの強誘電性液相素子は、電界
ベクトル下での第１の配向状態と第２の配向状態での安
定化エネルギーレベルが同一とはなっていない問題点が
あった。すなわち、第１の配向状態から第２の配向状態
への変化に必要な電界の大きさと、逆に第２の配向状態
から第１の配向状態への変化に必要な電界の大きさが相
違する問題がある。さらに、また電界ベクトル下で第１
の配向状態から第２の配向状態に、その配向を変化する
が、その電界を解去すると本来のメモリー効果を示さず
に、第２の配向状態からもとの第１の配向状態に戻る現
象（戻り現象）が発生する問題点をも有していた。
ベクトル下での第１の配向状態と第２の配向状態での安
定化エネルギーレベルが同一とはなっていない問題点が
あった。すなわち、第１の配向状態から第２の配向状態
への変化に必要な電界の大きさと、逆に第２の配向状態
から第１の配向状態への変化に必要な電界の大きさが相
違する問題がある。さらに、また電界ベクトル下で第１
の配向状態から第２の配向状態に、その配向を変化する
が、その電界を解去すると本来のメモリー効果を示さず
に、第２の配向状態からもとの第１の配向状態に戻る現
象（戻り現象）が発生する問題点をも有していた。
これら２つの現象は、双安定状態が第１の安定配向状
態と第２の安定配向状態での間で全く対称的ではなく、
どちらか一方の安定配向状態がもう一方の安定配向状態
よりも安定であることによるものと考えられる。このよ
うな状態を、本願明細書では「非対称な２つの安定状
態」と呼ぶことにする。
態と第２の安定配向状態での間で全く対称的ではなく、
どちらか一方の安定配向状態がもう一方の安定配向状態
よりも安定であることによるものと考えられる。このよ
うな状態を、本願明細書では「非対称な２つの安定状
態」と呼ぶことにする。
このような「非対称な２つの安定状態」が存在する場
合、２つの安定配向状態間での電界によるスイツチング
を行なう際の閾値電圧に差を生じるため、駆動上の問題
を惹起していた。
合、２つの安定配向状態間での電界によるスイツチング
を行なう際の閾値電圧に差を生じるため、駆動上の問題
を惹起していた。
又、本来第２の配向状態の均一ドメインを形成すべき
画素に、第１の配向状態に基づく別のドメインの混在を
生じ、このため光透過率あるいは遮光率の低下を招く欠
点を生じていた。
画素に、第１の配向状態に基づく別のドメインの混在を
生じ、このため光透過率あるいは遮光率の低下を招く欠
点を生じていた。
［問題点を解決するための手段］及び［作用］ 本発明の目的は、前述の問題点ないしは欠点を解消し
た液晶素子とを提供することにあり、特に優れた双安定
状態を実現した強誘電性液晶を用いた液晶素子の製造法
を提供することにある。
た液晶素子とを提供することにあり、特に優れた双安定
状態を実現した強誘電性液晶を用いた液晶素子の製造法
を提供することにある。
本発明は、２枚の基板に、それぞれ、互いに交差角
（θ）をもって交差させた一方の一軸性配向処理と他方
の一軸性配向処理とを施し、該２枚の基板を間隔を置い
て配置させてなる結晶セルに、カイラルスメクチック液
晶の螺旋構造の形成が抑制される様にカイラルスメクチ
ック液晶を封入させ、該セル内に封入させたカイラルス
メクチック液晶をスメクチックＡ相を生じる温度より高
い温度まで昇温させた後、スメクチックＡ相に冷却さ
せ、該スメクチックＡ相において、液晶分子軸を前記交
差角（θ）の中心の角度に位置する方向に配向させて一
軸性配向状態を形成させ、そして該一軸性配向状態のス
メクチックＡ相からカイラルスメクチック相に冷却させ
る液晶素子の製造法に特徴がある。
（θ）をもって交差させた一方の一軸性配向処理と他方
の一軸性配向処理とを施し、該２枚の基板を間隔を置い
て配置させてなる結晶セルに、カイラルスメクチック液
晶の螺旋構造の形成が抑制される様にカイラルスメクチ
ック液晶を封入させ、該セル内に封入させたカイラルス
メクチック液晶をスメクチックＡ相を生じる温度より高
い温度まで昇温させた後、スメクチックＡ相に冷却さ
せ、該スメクチックＡ相において、液晶分子軸を前記交
差角（θ）の中心の角度に位置する方向に配向させて一
軸性配向状態を形成させ、そして該一軸性配向状態のス
メクチックＡ相からカイラルスメクチック相に冷却させ
る液晶素子の製造法に特徴がある。
本明細書では、上述した「セル内に封入させたカイラ
ルスメクチック液晶をスメクチックＡ相を生じる温度よ
り高い温度まで昇温させた後、スメクチックＡ相に冷却
させ」る処理を「再配向処理」と、言う。
ルスメクチック液晶をスメクチックＡ相を生じる温度よ
り高い温度まで昇温させた後、スメクチックＡ相に冷却
させ」る処理を「再配向処理」と、言う。
［実施例］ 第１図は、本発明の液晶素子を模式的に表わした平面
図である。図中の11は上基板の一軸性配向軸、12は下基
板の一軸性配向軸、θは一軸性配向軸11と12の交差角を
表わしている。又、13は強誘電性液晶より高温側のスメ
クチツクＡ相などの一軸異方相における分子を表わし、
分子13は交差角θの1/2に相当する角度θ/2をなす、軸1
4に沿って配向する。
図である。図中の11は上基板の一軸性配向軸、12は下基
板の一軸性配向軸、θは一軸性配向軸11と12の交差角を
表わしている。又、13は強誘電性液晶より高温側のスメ
クチツクＡ相などの一軸異方相における分子を表わし、
分子13は交差角θの1/2に相当する角度θ/2をなす、軸1
4に沿って配向する。
本発明者らにとって、全く予想外のことであったが、
前述した交差角θをもって一軸性配向軸を交差させた２
枚の基板間で液晶化合物を徐冷によって等方相からスメ
クチツクＡ相及びカイラルスメクチツクＣ相に相転移さ
せると、スメクチツクＡ相が、その分子が交差角θの1/
2に相当するθ/2をなす軸14に沿って配向することが確
認された。しかも、かかる配向状態のスメクチツクＡ相
を徐冷してカイラルスメクチツクＣ相を生じさせると、
カイラルスメクチツクＣ相における分子が軸14を中心に
液晶物質固有のチルト角をもって下述する第１の配向状
態と第２の配向状態の何れかに配向するが、この際の第
１の配向状態と第２の配向状態をもつ双安定性は、上下
基板で交差角をもたない平行な一軸性配向軸下で形成し
た双安定性と比較して改良されたものになる。
前述した交差角θをもって一軸性配向軸を交差させた２
枚の基板間で液晶化合物を徐冷によって等方相からスメ
クチツクＡ相及びカイラルスメクチツクＣ相に相転移さ
せると、スメクチツクＡ相が、その分子が交差角θの1/
2に相当するθ/2をなす軸14に沿って配向することが確
認された。しかも、かかる配向状態のスメクチツクＡ相
を徐冷してカイラルスメクチツクＣ相を生じさせると、
カイラルスメクチツクＣ相における分子が軸14を中心に
液晶物質固有のチルト角をもって下述する第１の配向状
態と第２の配向状態の何れかに配向するが、この際の第
１の配向状態と第２の配向状態をもつ双安定性は、上下
基板で交差角をもたない平行な一軸性配向軸下で形成し
た双安定性と比較して改良されたものになる。
又、本発明では、前述の交差角（θ）は、５゜〜30゜
の範囲に設定される。
の範囲に設定される。
第１図に示す結果は、一軸性配向軸の方向と実際の液
晶分子の配向方向の関係について興味深い結果となって
いるが、この現象の原因が何であるのかの詳細は不明で
ある。
晶分子の配向方向の関係について興味深い結果となって
いるが、この現象の原因が何であるのかの詳細は不明で
ある。
本発明で用いる液晶は、強誘電性を有するものであっ
て、具体的にはカイラルスメクチツクＣ相（SmC＊）、
Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｊ相（SmJ＊）、Ｋ相
（SmK＊）、Ｇ相（SmG＊）又はＦ相（SmF＊）を有する
液晶を用いることができる。具体的な液晶化合物として
はDOBAMBC;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、HOBACPC;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
ナメートなど各種のものを用いることができる。
て、具体的にはカイラルスメクチツクＣ相（SmC＊）、
Ｈ相（SmH＊）、Ｉ相（SmI＊）、Ｊ相（SmJ＊）、Ｋ相
（SmK＊）、Ｇ相（SmG＊）又はＦ相（SmF＊）を有する
液晶を用いることができる。具体的な液晶化合物として
はDOBAMBC;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、HOBACPC;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
ナメートなど各種のものを用いることができる。
第２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。21aと21bは、In203、S
nO2あるいはITO（インジウム−テイン−オキサイド）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22がガラス面に垂直になる
ように配向したSmC＊相又はSmH＊相の液晶が封入されて
いる。太線で示した線23が液晶分子を表わしており、こ
の液晶分子23はその分子に直交した方向に双極子モーメ
ント（Ｐ⊥）24を有している。基板21aと21b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23のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）24がすべ
て電界方向に向くよう、液晶分子23は配向方向を変える
ことができる。液晶分子23は、細長い形状をしており、
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。
例を模式的に描いたものである。21aと21bは、In203、S
nO2あるいはITO（インジウム−テイン−オキサイド）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22がガラス面に垂直になる
ように配向したSmC＊相又はSmH＊相の液晶が封入されて
いる。太線で示した線23が液晶分子を表わしており、こ
の液晶分子23はその分子に直交した方向に双極子モーメ
ント（Ｐ⊥）24を有している。基板21aと21b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23のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ⊥）24がすべ
て電界方向に向くよう、液晶分子23は配向方向を変える
ことができる。液晶分子23は、細長い形状をしており、
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。
特に、本発明では、この型の液晶素子に双安定性を付
与するために、液晶層に交流バイアスを印加することが
できる。この際、液晶としては誘電異方性が負になって
いるものが用いられる。
与するために、液晶層に交流バイアスを印加することが
できる。この際、液晶としては誘電異方性が負になって
いるものが用いられる。
本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、
その厚さを充分に導く（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、非らせん構造を採り、その双極子
モーメントPaまたはPbは上向き（34a）又は下向き（34
b）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閾値以上の極性の異る電界Ea又はEb
を電圧印加手段31aと31bにより付与すると、双極子モー
メントは、電界Ea又はEbの電界ベクトルに対応して上向
き34a又は下向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分
子は、第１の安定配向状態33aかあるいは第２の安定配
向状態33bの何れか一方に配向する。
その厚さを充分に導く（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、非らせん構造を採り、その双極子
モーメントPaまたはPbは上向き（34a）又は下向き（34
b）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閾値以上の極性の異る電界Ea又はEb
を電圧印加手段31aと31bにより付与すると、双極子モー
メントは、電界Ea又はEbの電界ベクトルに対応して上向
き34a又は下向き34bと向きを変え、それに応じて液晶分
子は、第１の安定配向状態33aかあるいは第２の安定配
向状態33bの何れか一方に配向する。
このような強誘電性を光学変調素子として用いること
の利点は、先にも述べた２つがある。
の利点は、先にも述べた２つがある。
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３図によって更に説明すると、電界Ea
を印加すると液晶分子は第１の安定配向状態33a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Ebを印加すると、液晶分子は第２の安定配向
状態33b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、与える電界
Ea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。
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３図によって更に説明すると、電界Ea
を印加すると液晶分子は第１の安定配向状態33a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Ebを印加すると、液晶分子は第２の安定配向
状態33b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、与える電界
Ea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。
第４図（Ａ）と（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（Ｂ）はそのＡ−Ａ′断面図である。
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（Ｂ）はそのＡ−Ａ′断面図である。
第４図で示すセル構造体100は、ガラス板又はプラス
チツク板などからなる一対の基板101と101′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101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′の上には前述の透明
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。
チツク板などからなる一対の基板101と101′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101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′の上には前述の透明
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。
この様な透明電極102′を設けた基板101′には、例え
ばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド
などのポリイミドを用いて被膜形成した配向制御膜105
及び105′を設ける。
ばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド
などのポリイミドを用いて被膜形成した配向制御膜105
及び105′を設ける。
この配向制御膜105と105′には、ラビング処理などに
よって形成した一軸性配向軸が付与されている。
よって形成した一軸性配向軸が付与されている。
前述の配向制御膜105及び105′は、同時に絶縁膜とし
ても機能されることが好ましく、このためにこの配向制
御膜105及び105′の膜厚は一般に100Å〜１μ、好まし
くは500Å〜5000Åの範囲に設定することができる。こ
の絶縁膜は、液晶層103に微量に含有される不純物等の
ために生ずる電流の発生を防止できる利点をも有してお
り、従って動作を繰り返し行なっても液晶化合物を劣化
させることがない。
ても機能されることが好ましく、このためにこの配向制
御膜105及び105′の膜厚は一般に100Å〜１μ、好まし
くは500Å〜5000Åの範囲に設定することができる。こ
の絶縁膜は、液晶層103に微量に含有される不純物等の
ために生ずる電流の発生を防止できる利点をも有してお
り、従って動作を繰り返し行なっても液晶化合物を劣化
させることがない。
第４図に示すセル構造体100の中の液晶層103は、SmC
＊,SmH＊,SmF＊,SmI＊,SmG＊などのカイラルスメクチツ
ク相とすることができる。このカイラルスメクチツク相
を示す液晶層103は徐冷で等方相→コレステリツク相→S
mA（スメクチツクＡ相）→SmC＊、等方相→SmA→Sm
C＊、等方相→コレステリツク相→SmC＊や等方相→SmC
＊の相転移で生じたSmC＊を用いることが好ましい。
＊,SmH＊,SmF＊,SmI＊,SmG＊などのカイラルスメクチツ
ク相とすることができる。このカイラルスメクチツク相
を示す液晶層103は徐冷で等方相→コレステリツク相→S
mA（スメクチツクＡ相）→SmC＊、等方相→SmA→Sm
C＊、等方相→コレステリツク相→SmC＊や等方相→SmC
＊の相転移で生じたSmC＊を用いることが好ましい。
又、本発明では、スペーサ部材201として、アルミナ
粒子、グラスフアイバーなども用いることができる。
粒子、グラスフアイバーなども用いることができる。
この様なセル構造体100は、基板101と101′の両側に
はクロス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102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。
はクロス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102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。
又、本発明の液晶素子は、液晶中にアントラキノン系
色素、アゾ系色素やシアニン色素などの２色性色素を溶
解させたゲスト−ホスト方式とすることも可能である。
この際、前述で使用した偏光子は１枚でよく、画素シヤ
ツタの開閉コントラストを十分に大きな値になすことが
できる。
色素、アゾ系色素やシアニン色素などの２色性色素を溶
解させたゲスト−ホスト方式とすることも可能である。
この際、前述で使用した偏光子は１枚でよく、画素シヤ
ツタの開閉コントラストを十分に大きな値になすことが
できる。
以下、本発明を具体的な実施例を挙げて説明する。
実施例１ 本実施例では第４図に示す液晶素子を作成した。
第４図に示した液晶素子100において、先ず一対のガ
ラス基板101と101′上に、ITO電極102と102′をストラ
イプ状に1000Åの厚みでパターニングした。次いで、配
向制御膜105と105′として、スピナー塗布によりポリイ
ミド被膜を1000Åの厚みで形成し、硬化させることによ
って形成した後、スペーサー201をポリイミドで１μの
高さに形成し、フォトエツチングによりパターニングを
行ない硬化させることによって設けた。つづいて、両基
板の表面に、後述するようなラビング処理軸方向でのラ
ビング処理を施した。次に、２枚の基板を電極が平面的
に交差するように組み合わせ、上下基板を貼り付けた。
その後、カイラルスメクチツク相を有する強誘電性液晶
としてDOBAMBCを封入し（これを液晶層103とした）、４
辺を封止して液晶素子100とした。この液晶素子の液晶
層103を、等方相の状態になるまで昇温し、次いで0.5℃
/hourで徐冷し配向させた。
ラス基板101と101′上に、ITO電極102と102′をストラ
イプ状に1000Åの厚みでパターニングした。次いで、配
向制御膜105と105′として、スピナー塗布によりポリイ
ミド被膜を1000Åの厚みで形成し、硬化させることによ
って形成した後、スペーサー201をポリイミドで１μの
高さに形成し、フォトエツチングによりパターニングを
行ない硬化させることによって設けた。つづいて、両基
板の表面に、後述するようなラビング処理軸方向でのラ
ビング処理を施した。次に、２枚の基板を電極が平面的
に交差するように組み合わせ、上下基板を貼り付けた。
その後、カイラルスメクチツク相を有する強誘電性液晶
としてDOBAMBCを封入し（これを液晶層103とした）、４
辺を封止して液晶素子100とした。この液晶素子の液晶
層103を、等方相の状態になるまで昇温し、次いで0.5℃
/hourで徐冷し配向させた。
以上のようにして作成した液晶素子100は、基板101と
101′の両側にはクロスニコル状態とした偏光子107と10
8が夫々配置されて、電極102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り、この条件下での
スイツチングを観測した。
101′の両側にはクロスニコル状態とした偏光子107と10
8が夫々配置されて、電極102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り、この条件下での
スイツチングを観測した。
本実施例では、上下基板のラビング処理軸が交差する
角度をθとしたとき、比較例として上下基板のラビング
処理軸方向が一致している素子（θ＝０゜）及び上基板
のラビング処理軸に対して、下基板のラビング処理軸を
30゜の角度で交差させて貼りあわせた素子（θ＝30゜）
を作成し、夫々について、下述の条件下でスイツチング
特性の実験を行なった。尚、測定温度は70℃であった。
角度をθとしたとき、比較例として上下基板のラビング
処理軸方向が一致している素子（θ＝０゜）及び上基板
のラビング処理軸に対して、下基板のラビング処理軸を
30゜の角度で交差させて貼りあわせた素子（θ＝30゜）
を作成し、夫々について、下述の条件下でスイツチング
特性の実験を行なった。尚、測定温度は70℃であった。
この結果、θ＝０゜の液晶素子では、電圧パルス幅1m
secで双安定状態間のスイツチングを行なうと、「非対
称な安定状態」を示し、より安定な配向状態から不安定
な配向状態への閾値電圧は21.8Vであるのに対し、より
不安定な配向状態から安定な配向状態への閾値電圧は3
0.2Vであった。さらに、より安定な配向状態から不安定
な配向状態にスイツチングした際に、スイツチング後１
〜２秒後でより安定な配向状態にもどる「戻り現象」が
見られた。
secで双安定状態間のスイツチングを行なうと、「非対
称な安定状態」を示し、より安定な配向状態から不安定
な配向状態への閾値電圧は21.8Vであるのに対し、より
不安定な配向状態から安定な配向状態への閾値電圧は3
0.2Vであった。さらに、より安定な配向状態から不安定
な配向状態にスイツチングした際に、スイツチング後１
〜２秒後でより安定な配向状態にもどる「戻り現象」が
見られた。
一方、θ＝30゜の液晶素子では、２つの安定配向状態
間の閾値電圧は、配向状態の変化の方向によらず、どち
らも20.5Vであり、θ＝０゜の時に出現したような「戻
り現象」は観測されなかった。
間の閾値電圧は、配向状態の変化の方向によらず、どち
らも20.5Vであり、θ＝０゜の時に出現したような「戻
り現象」は観測されなかった。
以上の結果より、上下基板に形成した２つのラビング
処理軸をある一定の角度で交差させることによって、よ
りすぐれた双安定性をもつ強誘電性液晶を得ることがで
きる。
処理軸をある一定の角度で交差させることによって、よ
りすぐれた双安定性をもつ強誘電性液晶を得ることがで
きる。
実施例２ 本実施例では、実施例１で作製した液晶素子におい
て、以下に示す封入した液晶を用いた他は、全く実施例
１と同様な方法で作製した液晶素子を用いた。
て、以下に示す封入した液晶を用いた他は、全く実施例
１と同様な方法で作製した液晶素子を用いた。
まず、本実施例で用いたカイラルスメクチツク液晶と
しては、以下の化合物を示された重量比で混合させたも
のであった。
しては、以下の化合物を示された重量比で混合させたも
のであった。
また、この混合液晶のSmC相の温度範囲は３℃〜35℃
であった。θ＝０゜の液晶素子とθ＝30゜の液晶素子と
を実施例１と同様の方法で測定した所、下記第１表のと
おりであった。尚、測定温度は、28℃であった。
であった。θ＝０゜の液晶素子とθ＝30゜の液晶素子と
を実施例１と同様の方法で測定した所、下記第１表のと
おりであった。尚、測定温度は、28℃であった。
尚、第１表で状態Ａとはより安定な配向状態（閾値電
圧が低い方）、状態Ｂとはもう一方の閾値電圧が高い方
のより不安定な配向状態のことである。
圧が低い方）、状態Ｂとはもう一方の閾値電圧が高い方
のより不安定な配向状態のことである。
以上の結果により、再配向処理及び交差角５゜〜30゜
の交差ラビングを用いることによって、表示に適用し得
るのに十分に高いコントラストを奏する良好な双安定性
を実現できた。
の交差ラビングを用いることによって、表示に適用し得
るのに十分に高いコントラストを奏する良好な双安定性
を実現できた。
実施例３ 本実施例では、実施例１で作成した液晶素子におい
て、配向制御膜として用いたポリイミド被膜に代えて、
以下に示すSiO2斜方蒸着膜を用いた以外は、実施例１と
全く同様の方法で作成した液晶素子を用いた。
て、配向制御膜として用いたポリイミド被膜に代えて、
以下に示すSiO2斜方蒸着膜を用いた以外は、実施例１と
全く同様の方法で作成した液晶素子を用いた。
すなわち、実施例１で述べたようなガラス基板上にIT
O電極をパターニングした基板を斜め蒸着装置にセツト
し、次いでるつぼ内にSiO2の結晶をセツトした。その
後、蒸着装置内を10-5Torr程度の真空状態としてから、
所定の方法で基板上にSiO2を斜め蒸着し、800Åの斜め
蒸着膜を上、下基板それぞれについて作成した。
O電極をパターニングした基板を斜め蒸着装置にセツト
し、次いでるつぼ内にSiO2の結晶をセツトした。その
後、蒸着装置内を10-5Torr程度の真空状態としてから、
所定の方法で基板上にSiO2を斜め蒸着し、800Åの斜め
蒸着膜を上、下基板それぞれについて作成した。
この後は、実施例１と全く同様な方法により、液晶と
してDOBAMBCを封入し、上、下基板に形成された一軸性
配向軸の交差角度をθ＝０゜（比較例）とθ＝30゜（実
施例）の２つの素子を作成し、実施例１と同様にしてス
イツチング特性の実験を行なった。尚、測定温度は70℃
であった。
してDOBAMBCを封入し、上、下基板に形成された一軸性
配向軸の交差角度をθ＝０゜（比較例）とθ＝30゜（実
施例）の２つの素子を作成し、実施例１と同様にしてス
イツチング特性の実験を行なった。尚、測定温度は70℃
であった。
この結果、θ＝０゜の液晶素子では電圧パルス幅1mse
cで双安定状態間のスイツチングを行なうと、より安定
な配向状態から不安定な配向状態への閾値電圧は23.0V
であるのに対し、より不安定な配向状態から安定な配向
状態への閾値電圧は28.5Vであった。さらに「戻り現
象」も観測された。
cで双安定状態間のスイツチングを行なうと、より安定
な配向状態から不安定な配向状態への閾値電圧は23.0V
であるのに対し、より不安定な配向状態から安定な配向
状態への閾値電圧は28.5Vであった。さらに「戻り現
象」も観測された。
一方、θ＝30゜の液晶素子では、２つの安定配向状態
間の閾値電圧は配向状態の変化の方向によらず、どちら
も23.5Vであり、さらに「戻り現象」は観測されなかっ
た。
間の閾値電圧は配向状態の変化の方向によらず、どちら
も23.5Vであり、さらに「戻り現象」は観測されなかっ
た。
以上の実施例１〜３の結果より、配向処理方法がラビ
ング法か、SiO2斜方蒸着法かによることなく、交差した
一軸性配向軸を有する上、下基板を用いることによって
よりすぐれた双安定性を実現できることがわかる。
ング法か、SiO2斜方蒸着法かによることなく、交差した
一軸性配向軸を有する上、下基板を用いることによって
よりすぐれた双安定性を実現できることがわかる。
第１図は、本発明の液晶素子を模式的に表わす平面図で
ある。第２図及び第３図は、本発明で用いる強誘電性液
晶素子を模式的に表わす斜視図である。第４図（Ａ）
は、本発明で用いる液晶素子の平面図で、第４図（Ｂ）
はそのＡ−Ａ′断面図である。
ある。第２図及び第３図は、本発明で用いる強誘電性液
晶素子を模式的に表わす斜視図である。第４図（Ａ）
は、本発明で用いる液晶素子の平面図で、第４図（Ｂ）
はそのＡ−Ａ′断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−131911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−94029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−272719（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】２枚の基板に、それぞれ、互いに交差角
（θ）をもって交差させた一方の一軸性配向処理と他方
の一軸性配向処理とを施し、該２枚の基板を間隔を置い
て配置させてなる結晶セルに、カイラルスメクチック液
晶の螺旋構造の形成が抑制される様にカイラルスメクチ
ック液晶を封入させ、該セル内に封入させたカイラルス
メクチック液晶をスメクチックＡ相を生じる温度より高
い温度まで昇温させた後、スメクチックＡ相に冷却さ
せ、該スメクチックＡ相において、液晶分子軸を前記交
差角（θ）の中心の角度に位置する方向に配向させて一
軸性配向状態を形成させ、そして該一軸性配向状態のス
メクチックＡ相からカイラルスメクチック相に冷却させ
ることを特徴とする液晶素子の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158669A JP2647828B2 (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | 液晶素子の製造法 |
| US06/885,658 US4778259A (en) | 1985-07-17 | 1986-07-15 | Ferroelectric liquid crystal devices having reverse twist angle and stable states resulting from A.C. excitation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60158669A JP2647828B2 (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | 液晶素子の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218522A JPS6218522A (ja) | 1987-01-27 |
| JP2647828B2 true JP2647828B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=15676767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60158669A Expired - Lifetime JP2647828B2 (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | 液晶素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2647828B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6236634A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-17 | Seikosha Co Ltd | 液晶表示素子 |
| JPS6361234A (ja) * | 1986-09-02 | 1988-03-17 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶電気光学装置 |
| JP2607380B2 (ja) * | 1987-04-13 | 1997-05-07 | テクトロニックス・インコーポレイテッド | 液晶セル |
| JP2567128B2 (ja) * | 1990-04-17 | 1996-12-25 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
| JP2556604B2 (ja) * | 1990-04-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
| DE59009675D1 (de) * | 1989-06-29 | 1995-10-26 | Hoffmann La Roche | Bistabile ferroelektrische Flüssigkristallanzeige. |
| JP2844123B2 (ja) * | 1990-11-26 | 1999-01-06 | キヤノン株式会社 | カイラルスメクチック液晶素子 |
| JP2835787B2 (ja) * | 1991-03-22 | 1998-12-14 | キヤノン株式会社 | 強誘電性液晶素子 |
| FR2874447B1 (fr) * | 2004-08-17 | 2007-01-12 | Nemoptic Sa | Dispositif afficheur a cristal liquide comprenant des moyens perfectionnes de commutation a la peripherie de l'afficheur |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59131911A (ja) * | 1983-01-18 | 1984-07-28 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学装置 |
| JPS6194029A (ja) * | 1984-10-15 | 1986-05-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | スメクテイツク液晶表示パネル及びその製造方法 |
| JPS61272719A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-03 | Hosiden Electronics Co Ltd | 強誘電性液晶セル及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP60158669A patent/JP2647828B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6218522A (ja) | 1987-01-27 |
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