JP3091642B2 - Liquid crystal electro-optical device and manufacturing method thereof - Google Patents
Liquid crystal electro-optical device and manufacturing method thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電性または反強誘
電性の液晶材料を用いた複屈折モードの液晶電気光学装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a birefringence mode liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material.
【0002】本発明は、一軸配向した強誘電性または反
強誘電性の液晶材料と、硬化した樹脂材料とを有する液
晶電気光学装置とその作製方法に関する。The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device having a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material and a cured resin material, and a method of manufacturing the same.
【0003】本発明は、一軸配向した強誘電性または反
強誘電性の液晶材料と、該液晶材料を挟持する基板また
は該基板上の電極や配向膜の上に設けた硬化した樹脂材
料とを有する液晶電気光学装置とその作製方法に関す
る。[0003] The present invention relates to a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material and a substrate holding the liquid crystal material or a cured resin material provided on an electrode or an alignment film on the substrate. And a method for manufacturing the same.
【0004】本発明は、強誘電性または反強誘電性の液
晶材料中に、反応開始剤を含む樹脂を添加し樹脂を硬化
させる液晶電気光学装置の作製方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device in which a resin containing a reaction initiator is added to a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material and the resin is cured.
【0005】本発明は、強誘電性または反強誘電性の液
晶材料を用いて、基板間隔により該液晶材料がバルク状
態において呈するらせん構造が抑制された液晶電気光学
装置であって、ドメインの発生を伴わずにスイッチング
を行う液晶電気光学装置およびその作製方法に関する。The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material in which the helical structure of the liquid crystal material in a bulk state is suppressed by the distance between the substrates. The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device which performs switching without accompanying the method and a method for manufacturing the same.
【0006】本発明は、強誘電性または反強誘電性の液
晶材料を用いて、基板間隔により該液晶材料がバルク状
態において呈するらせん構造が抑制された液晶電気光学
装置において中間調を得るための構成および方法に関す
る。According to the present invention, there is provided a liquid crystal electro-optical device which uses a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material and suppresses a helical structure of the liquid crystal material in a bulk state by a distance between substrates to obtain a halftone. Configurations and methods.
【0007】本発明は、強誘電性または反強誘電性の液
晶材料を用いて、階調が連続的に変化する液晶電気光学
装置およびその作製方法に関する。The present invention relates to a liquid crystal electro-optical device in which gradation is continuously changed using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, and a method of manufacturing the same.
【0008】本発明は、強誘電性または反強誘電性の液
晶材料を用いたアクティブマトリクス型液晶電気光学装
置に関する。The present invention relates to an active matrix type liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material.
【0009】[0009]
【従来の技術】最近、液晶ディスプレイ装置(LCD)
が注目されている。中でも特に、ネマチック液晶を使用
したツイステッドネマチック(以下TNという)型やス
ーパーツイステッドネマチック(以下STNという)型
のものが広く知られ、実用化されている。またネマチッ
ク液晶材料を用い、各画素に薄膜トランジスタ(TF
T)等のスイッチング素子を設けたアクティブマトリク
ス型のものが、高速、高コントラスト、多階調表示でき
るものとして盛んに開発されている。BACKGROUND OF THE INVENTION Recently, liquid crystal display devices (LCD)
Is attracting attention. Among them, in particular, a twisted nematic (hereinafter referred to as TN) type using a nematic liquid crystal and a super twisted nematic (hereinafter referred to as STN) type are widely known and put into practical use. In addition, a thin film transistor (TF) is used for each pixel using a nematic liquid crystal material.
An active matrix type provided with a switching element such as T) has been actively developed as a type capable of high-speed, high-contrast, multi-tone display.
【0010】TN型やSTN型の液晶電気光学装置の基
本的な構成を次に示す。電極を有する基板上に配向膜を
塗布、焼成し、配向処理としてラビングを施して第1の
基板とする。同様に電極を有する基板上に配向膜を塗
布、焼成し、ラビングを施して第2の基板とする。この
第1の基板と第2の基板を電極が対向するように設け、
この基板間に液晶を挟持している。The basic structure of a TN type or STN type liquid crystal electro-optical device will be described below. An alignment film is applied and baked on a substrate having electrodes, and rubbing is performed as an alignment treatment to obtain a first substrate. Similarly, an alignment film is applied to a substrate having electrodes, baked, and rubbed to form a second substrate. The first substrate and the second substrate are provided such that the electrodes face each other,
Liquid crystal is sandwiched between the substrates.
【0011】両基板と液晶層の接触面では、液晶はラビ
ングによる規制力に従って、ラビングした方向に並んで
いる。上下基板では、このラビング方向をTN型では9
0゜またSTN型では200゜〜290゜に位置するよ
うにずらしている。液晶層の中間付近の液晶分子は、9
0゜〜290゜に位置する液晶分子の間をエネルギーが
一番小さくなるように螺旋状に並んでいる。At the contact surface between the two substrates and the liquid crystal layer, the liquid crystals are arranged in the rubbing direction in accordance with the rubbing force. For the upper and lower substrates, the rubbing direction is set to 9 for the TN type.
In the case of the STN type, it is shifted so as to be located at 200 ° to 290 °. The liquid crystal molecules near the middle of the liquid crystal layer are 9
Liquid crystal molecules located between 0 ° and 290 ° are spirally arranged so that the energy is minimized.
【0012】これら、螺旋状に並んだ液晶分子は両基板
間に電圧を印加することにより、液晶分子の誘電異方性
により電界方向に平行または垂直に並ぶことで螺旋構造
を解く。装置としてはこのように液晶分子が基板面に対
して垂直な場合には明状態を、平行な場合には暗状態を
示すように透過光量が変化する。また、このような液晶
分子の状態は基板間に印加する電圧により連続的に変化
し、それに応じて透過光量が変化するため、印加電圧を
適当に制御することにより、明(透過)状態と暗(非透
過)状態の間の階調、すなわち中間階が得られる。These spirally arranged liquid crystal molecules are arranged in parallel or perpendicular to the direction of the electric field by applying a voltage between the two substrates to thereby dissolve the spiral structure by the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules. As described above, when the liquid crystal molecules are perpendicular to the substrate surface, the transmitted light amount changes so as to indicate a bright state, and when the liquid crystal molecules are parallel to the substrate surface, a dark state is indicated. In addition, the state of such liquid crystal molecules changes continuously by the voltage applied between the substrates, and the amount of transmitted light changes accordingly. Therefore, by appropriately controlling the applied voltage, the light (transmission) state and the dark state can be changed. The gradation between the (non-transmissive) states, that is, the middle floor, is obtained.
【0013】このように中間調が得られるということ
は、特にカラー化に非常に有効であり液晶の応答速度さ
え充分であればフルカラー化にも対応できる。The fact that halftones can be obtained in this way is very effective especially for colorization, and can be adapted to full color if the response speed of the liquid crystal is sufficient.
【0014】ただし、ネマチック液晶は応答速度が数1
00m秒と遅く、高速応答が要求される動画等の表示に
対しては十分な特性を有していない。またネマチック液
晶は流動性があるため装置を立てかけて使用すると、液
晶が装置の下部に溜りセルの下部が膨れたような形にな
る。こうなると、装置内でセル厚が大きく変化するの
で、着色や色ムラが生じたり、同じ電圧を印加しても液
晶の応答が一様でなかったりする。However, a nematic liquid crystal has a response speed of several tens.
It is as slow as 00 ms and does not have sufficient characteristics for displaying a moving image or the like that requires a high-speed response. In addition, since nematic liquid crystal has fluidity, when the device is used upright, the liquid crystal is collected at the lower portion of the device and the lower portion of the cell bulges. In such a case, the cell thickness greatly changes in the device, so that coloring or color unevenness occurs, or the response of the liquid crystal is not uniform even when the same voltage is applied.
【0015】近年では、装置の大画面化、高速化が望ま
れているため、上記のようなネマチック液晶の問題は、
ますます深刻になっている。In recent years, since a larger screen and a higher speed of the device have been desired, the problem of the nematic liquid crystal as described above is as follows.
It is getting more and more serious.
【0016】他方強誘電性液晶を用いたLCDも開発さ
れている。強誘電性液晶は液晶分子が自発分極を有し、
数十μ秒で高速スイッチングできる。この強誘電性液晶
を用いてアクティブマトリクス型のLCDとし、より高
速な表示ができるものも開発されている。On the other hand, LCDs using ferroelectric liquid crystals have also been developed. In ferroelectric liquid crystals, liquid crystal molecules have spontaneous polarization,
High-speed switching can be performed in tens of microseconds. An active matrix type LCD using this ferroelectric liquid crystal and capable of higher-speed display has been developed.
【0017】強誘電性液晶または、反強誘電性液晶は自
発分極を有しており、応答速度が数〜数100μ秒と高
速動作が可能であり、ネマチック液晶に比べて、約3桁
以上も高速で応答する。A ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal has spontaneous polarization, can operate at a high response speed of several to several hundred microseconds, and is about three digits or more in comparison with a nematic liquid crystal. Respond fast.
【0018】また、強誘電性液晶または、反強誘電性液
晶を用いた液晶電気光学装置においては、液晶分子は少
なくとも一方の基板面において、配向処理がなされてい
ればその規制力に従って並ぶ。これら液晶分子は一方の
基板面から他方の基板面に対して、規則正しく積み重な
った層構造を有している。また基板の平行方向に対して
も層構造を有している。In a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an anti-ferroelectric liquid crystal, liquid crystal molecules are arranged on at least one substrate surface according to the regulating force if an alignment treatment is performed. These liquid crystal molecules have a layer structure that is regularly stacked from one substrate surface to the other substrate surface. It also has a layered structure in the direction parallel to the substrate.
【0019】このような層構造を持っているために強誘
電性液晶または、反強誘電性液晶は流動性に乏しく、装
置を立てかけた場合など、ネマチック液晶のように液晶
が装置の下部に溜ることがなく、セル厚が一定に保たれ
均一な表示が可能という利点がある。Due to such a layer structure, the ferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal has poor fluidity, and the liquid crystal is collected at the bottom of the device like a nematic liquid crystal when the device is set up. There is an advantage that the cell thickness is kept constant and uniform display is possible.
【0020】本来、強誘電性液晶材料が示すSmC* 相
においては、液晶材料が有する層の法線(基板にほぼ平
行)に対して液晶分子長軸がある傾き角だけ傾いた配向
になっており、これがバルク状態では液晶分子が層から
層に渡って配向ベクトルの向きが捩じれた螺旋構造とな
っており、液晶分子が有する自発分極が全体としては相
殺されるため強誘電性が発現できなかった。Originally, in the SmC * phase of a ferroelectric liquid crystal material, the long axis of the liquid crystal molecule is tilted by a certain tilt angle with respect to the normal of the layer of the liquid crystal material (substantially parallel to the substrate). In the bulk state, the liquid crystal molecules have a helical structure in which the direction of the orientation vector is twisted from layer to layer, and the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules is offset as a whole, so that ferroelectricity cannot be expressed. Was.
【0021】そこで、クラーク等により強誘電性を発現
する所謂表面安定化型の液晶電気光学装置が提案され
た。その基本的構成は電極を有する一対の基板間に強誘
電性スメクチック液晶材料を挟持し、前記液晶分子を基
板に平行かつ一軸配向せしめ、液晶材料の有する層を基
板に対して垂直あるいは傾斜して形成させるものであ
る。この時、前記一対の基板間隔を1μm程度として前
記液晶材料がバルク状態で取る螺旋構造を解いている。
さらに螺旋構造を解いた結果、液晶分子の取る配向ベク
トルの向きが2つの安定な配向状態、即ち双安定な配向
状態が得られる。Therefore, a so-called surface-stabilized type liquid crystal electro-optical device which exhibits ferroelectricity by Clark or the like has been proposed. The basic configuration is that a ferroelectric smectic liquid crystal material is sandwiched between a pair of substrates having electrodes, the liquid crystal molecules are aligned in parallel and uniaxially with the substrate, and the layer having the liquid crystal material is vertically or inclined with respect to the substrate. It is formed. At this time, the spiral structure in which the liquid crystal material takes a bulk state is set by setting the distance between the pair of substrates to about 1 μm.
Further, as a result of solving the helical structure, a stable alignment state in which the orientation of the liquid crystal molecules takes two directions, that is, a bistable alignment state can be obtained.
【0022】上記のような構成とすると、画素電極に印
加する電界の極性を反転させることで、液晶材料の有す
る自発分極と前記電極により印加された電界との積によ
るトルクにより上記2つの状態の間で高速応答が可能と
なる。With the above configuration, by inverting the polarity of the electric field applied to the pixel electrode, the two states are changed by the torque caused by the product of the spontaneous polarization of the liquid crystal material and the electric field applied by the electrode. High-speed response is possible between the two.
【0023】液晶分子は、両基板間に電圧を印加するこ
とにより、液晶分子自身が持つ自発分極の向きを180
゜変化(以下反転という)させる。液晶分子は一軸配向
方向からある角度だけ変化した向きを有し、電圧の印加
により液晶分子の向きが反転し、明(透過)状態から暗
(非透過)状態もしくは暗状態から明状態へのスイッチ
ングを行う。When a voltage is applied between the two substrates, the direction of the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules themselves becomes 180 degrees.
゜ Change (hereinafter referred to as inversion). The liquid crystal molecules have a direction changed by a certain angle from the uniaxial alignment direction, and the direction of the liquid crystal molecules is inverted by applying a voltage, and switching from a bright (transmitting) state to a dark (non-transmitting) state or from a dark state to a bright state. I do.
【0024】これらのネマチック、または強誘電性、反
強誘電性の液晶を用いた液晶電気光学装置は、液晶分子
の光学異方性を利用するものであるので、両基板の外側
に偏光板を有し、電気光学特性を得ている。Since a liquid crystal electro-optical device using these nematic, ferroelectric, or antiferroelectric liquid crystals utilizes the optical anisotropy of liquid crystal molecules, a polarizing plate is provided outside both substrates. And have obtained electro-optical characteristics.
【0025】強誘電性または反強誘電性液晶材料を使用
する場合は、2つの安定な状態のどちらかに一方の配向
状態を示す方向に片方の偏光板の光軸を合わせ、他方の
偏光板はこれと光軸が垂直となるようにする。When a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is used, the optical axis of one polarizing plate is aligned with one of two stable states in a direction showing one alignment state, and the other polarizing plate is aligned. Make the optical axis perpendicular to this.
【0026】この液晶分子を一軸配向させる方法とし
て、液晶材料を挟持する基板の液晶材料と接する面に、
液晶材料を一軸配向させる配向規制力を有せしめる手段
(以下一軸配向手段という)を形成する方法が知られて
いる。代表的にはラビング法が知られている。ラビング
法は通常有機高分子等からなる100〜500Åの膜厚
の配向膜を、基板の電極を有する表面上に形成し、更に
前記配向膜表面を布などにより一方向に擦る処理(ラビ
ング処理)を施し、配向膜に液晶分子を一方向に配列さ
せる一軸配向規制力を有せしめる方法である。基板面や
電極面に直接ラビング処理を施すこともある。ラビング
法はネマチック液晶を用いたTN型、STN型液晶電気
光学装置では広く用いられており、強誘電性液晶でも簡
便かつ大面積化も容易な優れた配向方法として多く用い
られている。As a method of uniaxially aligning the liquid crystal molecules, a surface of the substrate sandwiching the liquid crystal material is in contact with the liquid crystal material.
2. Description of the Related Art There is known a method of forming a means for imparting an alignment regulating force for uniaxially aligning a liquid crystal material (hereinafter, referred to as a uniaxial alignment means). Typically, a rubbing method is known. The rubbing method is a process in which an alignment film made of an organic polymer or the like and having a thickness of 100 to 500 ° is formed on a surface of a substrate having electrodes, and the surface of the alignment film is rubbed in one direction with a cloth (rubbing process). Is performed to give a uniaxial alignment regulating force for aligning liquid crystal molecules in one direction in the alignment film. Rubbing treatment may be directly applied to the substrate surface or the electrode surface. The rubbing method is widely used in TN-type and STN-type liquid crystal electro-optical devices using a nematic liquid crystal, and is often used in ferroelectric liquid crystals as an excellent alignment method that is simple and easy to increase the area.
【0027】また強誘電性液晶は秩序性が高く層構造を
有しているため、一度配向させたら層構造が崩れない限
り配向が乱れることはない。従って、ラビング法による
配向に限られることはなく、ずり応力法、磁場配向法、
温度勾配法等、配向膜を用いない、すなわち初期配向の
みを行う配向方法においても、十分に液晶分子を配向さ
せスイッチングを行うことができる。しかしこれらは実
験的には利用されることはあるが、液晶材料を配向させ
るために多大な時間を要し、また大面積の装置の作製す
るのには向かず実用的でないため、工業的にはあまり用
いられていない。Since the ferroelectric liquid crystal has a high degree of order and has a layer structure, once it is aligned, the alignment is not disturbed as long as the layer structure is not broken. Therefore, it is not limited to the orientation by the rubbing method, but the shear stress method, the magnetic field orientation method,
Even in an alignment method such as a temperature gradient method in which an alignment film is not used, that is, only an initial alignment is performed, switching can be performed by sufficiently aligning liquid crystal molecules. However, although these are sometimes used experimentally, they require a great deal of time to align the liquid crystal material, and are not suitable for manufacturing large-area devices and are not practical. Is rarely used.
【0028】また、別の配向方法としてSiO等を基板
面に対して斜めに蒸着させて配向させる斜方蒸着法もあ
るが、量産性に問題があり、また、大面積の基板に対し
て行う場合、基板上の各点での蒸着角や蒸着方位等の違
いが無視できなくなる等の問題が生じる。従って、現在
強誘電性液晶電気光学装置においても工業的に広く利用
されている配向方法はラビング法である。As another orientation method, there is an oblique deposition method in which SiO or the like is obliquely deposited on a substrate surface to orient the substrate, but there is a problem in mass productivity, and the method is performed on a large-area substrate. In this case, there arises a problem that a difference in a deposition angle, a deposition direction, and the like at each point on the substrate cannot be ignored. Accordingly, the rubbing method is an alignment method widely used industrially in ferroelectric liquid crystal electro-optical devices at present.
【0029】また、強誘電性液晶または反強誘電性液晶
はネマチック液晶と比較して約3桁高速にスイッチング
できるため、ONとOFFを表示フレームごとに制御し
て表示時間により階調表示を行う、いわゆるフレーム階
調表示を可能とする。このON・OFF時間をTFTを
用いてデジタル値で制御することで多階調のデジタル階
調表示を行うことができる。詳細は本出願人の発明にな
る特願平4−275413号に記載されている。Further, since the ferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal can be switched about three orders of magnitude faster than the nematic liquid crystal, ON and OFF are controlled for each display frame to perform gradation display according to the display time. , So-called frame gradation display is enabled. By controlling the ON / OFF time with a digital value using a TFT, it is possible to perform a multi-gradation digital gradation display. The details are described in Japanese Patent Application No. 4-275413 filed by the present applicant.
【0030】この場合、TFTはアモルファスシリコン
TFTを用いてもよいが、強誘電性液晶の高速なスイッ
チングに対応し、またこのデジタル階調表示において、
より高速、多階調、高コントラスト比とするためには、
画素への電荷注入がより速やかに行われる必要がある。
そのためアモルファスシリコンTFTより約4桁高速で
動作しかつ自発分極を十分に反転させるだけの大電流を
流し得る結晶性シリコンTFTが使用される。In this case, an amorphous silicon TFT may be used as the TFT, but it corresponds to high-speed switching of ferroelectric liquid crystal.
To achieve higher speed, multiple gradations, and high contrast ratio,
The charge injection into the pixel needs to be performed more quickly.
Therefore, a crystalline silicon TFT that operates at about four orders of magnitude faster than an amorphous silicon TFT and can flow a large current sufficient to sufficiently reverse spontaneous polarization is used.
【0031】[0031]
【従来技術の問題点】強誘電性または反強誘電性の液晶
材料を挟持する基板の液晶材料と接する面に一軸配向手
段を形成してセルを作製した場合、液晶分子のスイッチ
ングに問題があった。2. Description of the Related Art When a cell is manufactured by forming a uniaxial alignment means on a surface of a substrate holding a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material in contact with the liquid crystal material, there is a problem in switching of liquid crystal molecules. Was.
【0032】例えばラビング法の場合、液晶材料をセル
に注入後徐冷していく過程で、SmA相ではラビング方
向と配向ベクトルが平行であったものが、SmC* 相に
転移すると、液晶分子が層法線から傾きチルト角を有す
るようになるため、SmC*相では液晶分子の配向ベク
トルがラビング方向に対して平行でなくなる。これで双
安定状態が得られるのであるが、上記ラビング方向は液
晶分子の一方の安定状態と他方の安定状態との間にある
ので、スイッチングの途中で液晶分子がラビングによる
一軸配向規制力の影響を受けることになり、液晶分子の
スイッチングを阻害していた。For example, in the case of the rubbing method, when the liquid crystal material is injected into the cell and gradually cooled, the rubbing direction and the orientation vector are parallel in the SmA phase, but the liquid crystal molecules are transformed into the SmC * phase. Since the layer has a tilt angle from the layer normal, the orientation vector of the liquid crystal molecules is not parallel to the rubbing direction in the SmC * phase. Although a bistable state is obtained by this, the rubbing direction is between one stable state and the other stable state of the liquid crystal molecules, so that the liquid crystal molecules are influenced by the uniaxial alignment regulating force due to the rubbing during switching. And hindered the switching of liquid crystal molecules.
【0033】一方、前述したずり応力法、磁場配向法、
温度勾配法等の物理的手段による配向法は、実用性には
乏しいが、液晶材料の配向後には一軸配向規制力を発す
るものが存在しないため、スイッチングを阻害するもの
は無く、良好なスイッチング特性が得られる。On the other hand, the aforementioned shear stress method, magnetic field orientation method,
The alignment method using physical means such as the temperature gradient method is not practical, but there is no one that generates a uniaxial alignment regulating force after the liquid crystal material is aligned, so there is nothing that hinders switching and good switching characteristics. Is obtained.
【0034】したがって液晶材料と接する面に一軸配向
手段を形成して液晶分子を配向させた強誘電性液晶電気
光学装置においては、ずり応力法、磁場配向法、温度勾
配法などにより配向させた液晶電気光学装置に比較し
て、スイッチング速度が低下したり、スイッチングが十
分に行われない等の問題があった。Therefore, in a ferroelectric liquid crystal electro-optical device in which liquid crystal molecules are aligned by forming uniaxial alignment means on a surface in contact with a liquid crystal material, a liquid crystal aligned by a shear stress method, a magnetic field alignment method, a temperature gradient method, or the like. As compared with the electro-optical device, there are problems such as a lowering of the switching speed and insufficient switching.
【0035】よって、液晶材料を一軸配向させるための
規制力は、液晶を基板間に注入し、その後液晶材料を徐
冷していく過程で初期配向させるときだけに働き、液晶
材料が一軸配向した後は一軸配向規制力を発するものが
存在しない構成となることが望まれていた。Therefore, the restricting force for uniaxially aligning the liquid crystal material works only when the liquid crystal is injected between the substrates and then the liquid crystal material is gradually cooled and the liquid crystal material is initially aligned in the process of gradually cooling. After that, it was desired that a structure that does not generate a uniaxial alignment regulating force exist.
【0036】すなわち、液晶分子が一軸配向した後は、
一軸配向手段の配向規制力を実質的に低減または無くし
てしまうことが、スイッチング特性が良く、工業的にも
生産性が優れた強誘電性液晶電気光学装置を実現するた
めに必要とされていた。That is, after the liquid crystal molecules are uniaxially aligned,
Substantially reducing or eliminating the alignment regulating force of the uniaxial alignment means has been required to realize a ferroelectric liquid crystal electro-optical device having good switching characteristics and excellent industrial productivity. .
【0037】また、強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を用いた液晶電気光学装置において、特に基板間隔を数
μmとし、液晶分子の螺旋構造を抑制した構造を有す
る、いわゆる表面安定化型強誘電性液晶(SSFLC)
においては、双安定性を有するがために、得られる光透
過の状態は、明か暗の2状態のみで、ネマチック液晶を
用いたような中間調は得られなかった。すなわち、液晶
分子の状態変化により、透過光量を連続的に変化させる
ことはできなかった。Also, in a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, a so-called surface-stabilized type ferroelectric device having a structure in which the substrate spacing is several μm and the helical structure of liquid crystal molecules is suppressed. Dielectric liquid crystal (SSFLC)
Has bistability and thus has only two light transmission states, bright and dark, and no halftone as in the case of using a nematic liquid crystal was obtained. That is, the amount of transmitted light could not be continuously changed due to a change in the state of the liquid crystal molecules.
【0038】表面安定化型の液晶電気光学装置は、電界
の極性を反転させて第一の状態と第二の状態の間をスイ
ッチングさせる場合、飽和電圧以上の電界強度で駆動さ
せる場合は上記2状態間のスイッチングとなる。しか
し、電界強度を徐々に変化させると、電界が印加された
領域の液晶材料全体の透過光量が一様に変化してスイッ
チングするのではなく、通常次のようなスイッチングと
なる。例えば第一の状態から第二の状態へスイッチング
する場合、第一の状態を示している領域の中に第二の配
向状態に反転した領域(以下これをドメインとする)が
発生し、さらに電界強度を強くしていくとドメインの面
積が大きくなって第二の状態へ移っていく。The surface-stabilized type liquid crystal electro-optical device can be switched between the first state and the second state by inverting the polarity of the electric field. Switching between states. However, when the electric field strength is gradually changed, the transmitted light amount of the entire liquid crystal material in the region to which the electric field is applied does not change uniformly to perform switching. For example, when switching from the first state to the second state, a region (hereinafter referred to as a domain) inverted to the second alignment state is generated in a region indicating the first state, and furthermore, an electric field is generated. As the intensity increases, the area of the domain increases, and the state shifts to the second state.
【0039】このような性質を利用して、強誘電性液晶
または反強誘電性液晶を用いた液晶電気光学装置で中間
調を得る方法の一つが、面積階調法である。An area gradation method is one of the methods for obtaining a halftone in a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal utilizing such properties.
【0040】強誘電性液晶または反強誘電性液晶の液晶
分子が反転する過程を偏光顕微鏡下で観察すると、電圧
を印加することで、電圧が印加されている特定領域にお
いて、明状態領域の中に暗状態領域が、または暗状態領
域の中に明状態領域(以下ドメインという)が発生し、
さらに電圧を印加していくと各ドメインの面積が広がっ
ていき、特定領域全体として明状態が暗状態に、または
暗状態が明状態になっていく。When the process of inverting the liquid crystal molecules of the ferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal is observed under a polarizing microscope, when a voltage is applied, a specific region to which the voltage is applied is in a bright state region. A dark state area or a light state area (hereinafter referred to as a domain) in the dark state area,
As the voltage is further applied, the area of each domain increases, and the bright state becomes a dark state or the dark state becomes a bright state as a whole of the specific region.
【0041】面積階調法は、このような、ドメインの大
きさが印加電圧によって微妙に大きさが変わることを利
用して、印加電圧を制御することで1画素内における明
または暗のドメインの面積を制御し、中間調を得るもの
である。The area gradation method utilizes such a fact that the size of a domain is slightly changed by an applied voltage, and by controlling an applied voltage, a bright or dark domain in one pixel is controlled. The area is controlled to obtain a halftone.
【0042】また、強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を用いた表面安定型の液晶電気光学装置において、中間
調を得るための他の方法として画素分割法がある。これ
は、複数の小さい画素により1画素を構成し、小さい各
画素による明暗の2状態の組み合わせにより、中間調を
得るものである。In a surface stable liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, there is a pixel division method as another method for obtaining a halftone. In this method, one pixel is constituted by a plurality of small pixels, and a halftone is obtained by a combination of two states of light and dark by each small pixel.
【0043】例えば1つの画素を4つの小さい画素によ
り構成した場合、最も暗もしくは最も明な状態は、小さ
い4画素すべてを暗または明状態にする。また、中間調
を得たい場合には、例えば小さい画素の1つを暗状態と
し、残りの3つを明状態とすることにより、1つの画素
としては、最も明な状態と比較して75%の透過光量と
なる中間調が得られる。For example, when one pixel is composed of four small pixels, the darkest or brightest state sets all four small pixels to a dark or bright state. When it is desired to obtain a halftone, for example, one of the small pixels is set to a dark state, and the remaining three are set to a bright state. Is obtained.
【0044】このように、強誘電性液晶または反強誘電
性液晶を用いた液晶電気光学装置で中間調を得ようとす
ると、前述したようなドメインの大きさを制御した面積
階調法や複画素で疑似的に表現する画素分割法等によら
ねばならない。As described above, when an attempt is made to obtain a halftone using a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, the area gradation method in which the domain size is controlled as described above, It is necessary to use a pixel division method or the like in which pixels are simulated.
【0045】しかし、面積階調法は、強誘電性または反
強誘電性液晶の反転は急峻であり、特に、印加電圧値が
僅かに変化してもドメインが大きく広がってしまうた
め、面積階調を実現できる電圧の幅が極めて狭いこと、
ヒステリシスがあることから、数mV単位の印加電圧で
ドメイン面積を制御することは難しい。また、印加電圧
を低くすると応答速度が極端に遅くなり、均一な表示が
できなくなる。また表示の分解能を高くすることが困難
であり、実用的ではなかった。However, in the area gray scale method, the reversal of the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal is sharp, and particularly, even if the applied voltage value slightly changes, the domain is greatly expanded. That the width of the voltage that can achieve
Due to the hysteresis, it is difficult to control the domain area with an applied voltage of several mV. Further, when the applied voltage is reduced, the response speed becomes extremely slow, and uniform display cannot be performed. Further, it is difficult to increase the display resolution, and it is not practical.
【0046】また画素分割法では1画素に複数画素を使
用する効率の悪さがあり、1画素を小さくして画素数を
増やすにも技術的に限界がある。また、高解像度化にも
不向きである。In the pixel division method, the efficiency of using a plurality of pixels per pixel is low, and there is a technical limit in reducing the size of one pixel to increase the number of pixels. Also, it is not suitable for high resolution.
【0047】また、強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を用いた従来の表面安定型の液晶電気光学装置は、高い
しきい値電圧を有するため低電圧駆動は望めなかった。Further, a conventional surface stable type liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an anti-ferroelectric liquid crystal has a high threshold voltage, so that low voltage driving cannot be expected.
【0048】また、従来の表面安定型の液晶電気光学装
置において、一対の基板に施す配向処理を、両基板で違
えることにより液晶材料の配向安定性を単安定とし、電
界強度を変化させることで階調表示が行えるとする装置
はあった。しかし、この方法でも結局スイッチング時に
はドメインを伴った反転となり、前述の双安定型と同様
の困難がつきまとうため、階調表示として充分なもので
はなかった。In the conventional surface-stable liquid crystal electro-optical device, the alignment treatment applied to a pair of substrates is made different between the two substrates to make the alignment stability of the liquid crystal material monostable and to change the electric field intensity. There are devices that can perform gradation display. However, even in this method, inversion is accompanied by a domain at the time of switching, and the same difficulty as that of the above-mentioned bistable type is attached. Therefore, it is not sufficient for gray scale display.
【0049】従って、強誘電性または反強誘電性の液晶
材料を用いた液晶電気光学装置において、良好な中間階
調表示を行える構成が望まれていた。Therefore, in a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, a structure capable of displaying a good intermediate gradation has been desired.
【0050】また、アクティブマトリクス型強誘電性液
晶電気光学装置で、フレーム階調方式を行う場合、高速
かつ高コントラストな表示を行うためには、信号印可時
の強誘電性液晶の液晶分子の反転が極めて短時間で行わ
れ、かつ十分に反転しきること、また反転してからの液
晶分子の状態が変化せず一定であること、が必要であ
る。この液晶分子の状態を決定するのは主に、両基板の
電極に印加される電圧の大きさである。When a frame gradation method is used in an active matrix type ferroelectric liquid crystal electro-optical device, in order to perform high-speed and high-contrast display, inversion of liquid crystal molecules of the ferroelectric liquid crystal at the time of signal application. Is required to be performed in a very short time and fully inverted, and it is necessary that the state of the liquid crystal molecules after the inversion is constant without changing. What determines the state of the liquid crystal molecules is mainly the magnitude of the voltage applied to the electrodes of both substrates.
【0051】ところが、装置内には液晶または配向膜か
らの電荷を持った不純物が存在したり、電圧印加時にそ
の電圧とは逆方向の電圧を発生させる余分な電荷が生じ
ることはよく知られている。これら電荷は、電圧印加に
伴い両基板間に挟持された液晶材料内を自由に移動す
る。これら電荷の多くは移動して配向膜表面に到達する
が、本来配向膜は絶縁性であるために電荷はそれ以上は
移動せず配向膜と液晶層(液晶材料の層)の間(配向膜
液晶界面)に蓄積される形となる。However, it is well known that an impurity having a charge from the liquid crystal or the alignment film is present in the device, and an extra charge which generates a voltage in a direction opposite to the voltage is generated when a voltage is applied. I have. These charges move freely in the liquid crystal material sandwiched between the two substrates as the voltage is applied. Many of these charges move to reach the surface of the alignment film. However, since the alignment film is inherently insulative, the charge does not move any further and the space between the alignment film and the liquid crystal layer (layer of liquid crystal material) (the alignment film). (Liquid crystal interface).
【0052】これらの電荷により液晶電気光学装置とし
ては好ましくない問題が発生する。例えば電極間に印加
した電圧を打ち消す作用が生じてしまい、コントラスト
の減衰をまねいていた。たとえばTFT駆動してパルス
電圧を印加した際、パルス印加に対し透過、非透過のス
イッチングが急峻でなく一度スイッチングしてから少し
遅れてさらにスイッチングが起こる2段階応答や、スイ
ッチング後すぐに減衰が発生したりした。これを解決す
るためには印加する電圧を自発分極を反転させるのに必
要な電圧より大きくする必要があったが十分な対策では
なかった。These charges cause a problem unfavorable for a liquid crystal electro-optical device. For example, the effect of canceling the voltage applied between the electrodes is caused, and the contrast is attenuated. For example, when a pulse voltage is applied by driving a TFT, the switching between transmission and non-transmission is not steep, and a two-step response occurs in which switching is performed a little later and then switching occurs a little later, or attenuation occurs immediately after switching. I did it. In order to solve this, the applied voltage had to be higher than the voltage required to reverse the spontaneous polarization, but this was not a sufficient measure.
【0053】また、電極間に電圧を印加した際に、液晶
層内の電荷量が経時変化するために液晶分子の状態が安
定しない。さらに配向膜−液晶界面に蓄積した電荷によ
り電気的に吸着された液晶分子は、液晶層内部の吸着さ
れていない液晶分子よりも状態変化に必要とする電圧が
大きいために液晶層内の液晶分子が一斉に状態変化を起
こさず、液晶電気光学装置の特性として一番重要な光の
透過特性が安定しないという問題が生じるのである。When a voltage is applied between the electrodes, the state of the liquid crystal molecules is not stable because the amount of charge in the liquid crystal layer changes with time. Furthermore, the liquid crystal molecules that are electrically adsorbed by the electric charge accumulated at the interface between the alignment film and the liquid crystal require a higher voltage to change the state than the liquid crystal molecules that are not adsorbed inside the liquid crystal layer. However, there is a problem in that the state changes do not occur at the same time, and the most important light transmission characteristic of the liquid crystal electro-optical device is not stable.
【0054】そして液晶電気光学装置としては、表示が
不安定となり、また液晶材料の応答速度を十分に生かし
きれずに表示速度の低下を余儀無くされ、またコントラ
ストの低下を招いていた。特にフレーム階調表示を行っ
た場合、階調数が限定されてしまった。In the liquid crystal electro-optical device, the display becomes unstable, the response speed of the liquid crystal material cannot be fully utilized, the display speed must be reduced, and the contrast is lowered. In particular, when performing frame gradation display, the number of gradations is limited.
【0055】この問題点を解決すべく、電荷の蓄積を緩
和する配向膜材料の選定をしたり、絶縁膜である配向膜
の代わりに、電極上にSiOなどを斜方蒸着して液晶分
子を配向させる方法があるが、多くの予備実験を必要と
するため時間がかかりコスト高になること、また材料的
な組合せによりその効果が変化するなど一般的な手法と
は言えない。また、液晶を精製して不純物を取り除く方
法もあるが、この方法では精製して使える液晶は極僅か
であり量産性を考えると大変不向きである。また、電荷
移動錯体などを用いて、液晶層内に存在する電荷を吸着
させたり、結合させたりしてプラスまたはマイナスの電
荷をプラスマイナス0の状態にする(以下キャンセル、
または中和するという)方法もあるが、電荷を完全にキ
ャンセルするだけの電荷移動錯体を装置内に測り入れる
ことは困難であり、過剰な電荷移動錯体は前述の電荷と
同様に液晶層内を移動することになる。In order to solve this problem, an alignment film material for alleviating the accumulation of electric charges is selected, and instead of the alignment film as an insulating film, SiO or the like is obliquely deposited on the electrode to form liquid crystal molecules. Although there is a method of orientation, it cannot be said that this method is a general method because it requires a lot of preliminary experiments and takes a long time to increase the cost, and its effect varies depending on the combination of materials. There is also a method of purifying liquid crystal to remove impurities. However, this method has very few liquid crystals that can be purified and used, which is extremely unsuitable in view of mass productivity. In addition, using a charge transfer complex or the like, a charge existing in the liquid crystal layer is adsorbed or combined to make a plus or minus charge a plus or minus 0 state (hereinafter referred to as cancellation,
Or neutralization), but it is difficult to measure the charge-transfer complex in the device that only cancels the charge completely. Will move.
【0056】上記のように、液晶層へ印加される電圧変
化を引き起こす要因、つまり液晶分子の経時的な状態変
化を引き起こし装置の光学特性を不安定にする要因であ
る、液晶層内に存在する電荷をキャンセルするには様々
な方法が提案されてはいるが、容易にそして完全にキャ
ンセルすることは困難である。As described above, a factor that causes a change in the voltage applied to the liquid crystal layer, that is, a factor that causes a state change of the liquid crystal molecules over time and destabilizes the optical characteristics of the device, exists in the liquid crystal layer. Although various methods have been proposed to cancel the charge, it is difficult to cancel easily and completely.
【0057】[0057]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、強誘電性液
晶材料を挟持する基板の表面に一軸配向手段を形成する
配向方法、特に実用性に優れたラビング法を強誘電性液
晶に用いた場合問題となっていた、SmC* 相におけ
る、一軸配向規制力の方向と液晶分子が示す2つの安定
状態の方向が異なる事による、液晶分子のスイッチング
の阻害を解消し、配向規制力が液晶分子のスイッチング
を妨げない液晶電気光学装置およびその作製方法を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention uses an alignment method for forming a uniaxial alignment means on the surface of a substrate holding a ferroelectric liquid crystal material, in particular, a rubbing method which is excellent in practical use for a ferroelectric liquid crystal. In the case of SmC * phase, the problem of the switching of the liquid crystal molecules due to the difference between the direction of the uniaxial alignment regulating force and the direction of the two stable states of the liquid crystal molecules in the SmC * phase is solved. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal electro-optical device which does not hinder the switching of the device and a method for manufacturing the same.
【0058】また、本発明は、強誘電性または反強誘電
性の液晶材料を用いて、基板間隔により該液晶材料がバ
ルク状態において呈するらせん構造が抑制された液晶電
気光学装置であって、ドメインの発生を伴わずに光学的
なスイッチングを行う装置およびその作製方法を提供す
ることを他の目的とする。The present invention also relates to a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, wherein the helical structure of the liquid crystal material in a bulk state is suppressed by the distance between the substrates. Another object of the present invention is to provide an apparatus for performing optical switching without causing the occurrence of the phenomenon and a method for manufacturing the same.
【0059】また、本発明は装置の大面積化、高速化の
容易な強誘電性液晶または反強誘電性液晶を用いて、ネ
マチック液晶のような、印加電圧の変化による連続的な
階調変化、中間調が容易に実現できる液晶電気光学装置
とその作製方法を提供することを他の目的とする。Further, the present invention uses a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal which can be easily made to have a large area and a high speed of the device, and can continuously change the gradation by changing the applied voltage like a nematic liquid crystal. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal electro-optical device capable of easily realizing halftones and a method for manufacturing the same.
【0060】また、本発明は、結晶性シリコンTFTを
有するアクティブマトリクス型の強誘電性液晶を用いた
液晶電気光学装置において、液晶層内の不所望な電荷に
よる影響を排除して装置の高速化と光学特性の安定化を
実現し、高速多階調表示が可能かつ高コントラスト比を
有する高性能な液晶電気光学装置を提供することを他の
目的とする。The present invention is also directed to a liquid crystal electro-optical device using an active matrix type ferroelectric liquid crystal having a crystalline silicon TFT, which eliminates the influence of undesired charges in the liquid crystal layer and increases the speed of the device. Another object of the present invention is to provide a high-performance liquid crystal electro-optical device that realizes high-speed multi-gradation display and has a high contrast ratio by realizing stable optical characteristics.
【0061】[0061]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の様々な問
題を解決するものである。本発明の主要な構成は、相対
向する一対の基板間に挟持された、一軸配向した強誘電
性または反強誘電性の液晶材料と、前記一対の基板の少
なくとも一方の基板の内側表面に設けられた、樹脂材料
よりなる膜または複数の凸部とを有することを特徴とす
る液晶電気光学装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the various problems described above. A main structure of the present invention is provided between a pair of opposing substrates, a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, and provided on an inner surface of at least one of the pair of substrates. A liquid crystal electro-optical device comprising a film made of a resin material or a plurality of protrusions.
【0062】また、本発明の他の主要な構成は、相対向
する一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持された、
螺旋構造が抑制されかつ一軸配向している強誘電性また
は反強誘電性の液晶材料と、前記一対の基板に設けられ
た、前記強誘電性または反強誘電性の液晶材料に対して
電圧を印加する電極と、前記一対の基板の一方または双
方に設けられた、前記液晶材料を一軸配向させる一軸配
向手段と、を有する液晶電気光学装置であって、前記強
誘電性または反強誘電性の液晶材料に接する、樹脂材料
よりなる膜または複数の凸部を、前記基板または前記電
極または前記一軸配向手段の表面上に有することを特徴
とする液晶電気光学装置である。Another main structure of the present invention is that a pair of opposing substrates and a pair of substrates sandwiched between the pair of substrates are provided.
A voltage is applied to the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material in which the helical structure is suppressed and uniaxially oriented, and the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material provided on the pair of substrates. A liquid crystal electro-optical device, comprising: an electrode to be applied; and a uniaxial alignment unit provided on one or both of the pair of substrates to uniaxially align the liquid crystal material, wherein the ferroelectric or antiferroelectric A liquid crystal electro-optical device comprising a film made of a resin material or a plurality of protrusions in contact with a liquid crystal material, on a surface of the substrate, the electrode, or the uniaxial alignment means.
【0063】また、本発明の他の主要な構成は、相対向
する一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持された、
螺旋構造が抑制されかつ一軸配向している強誘電性また
は反強誘電性の液晶材料と、前記一対の基板に設けられ
た、前記強誘電性または反強誘電性の液晶材料に対して
電圧を印加する電極と、前記一対の基板の一方または双
方に設けられた、前記液晶材料を一軸配向させる一軸配
向手段と、を有する液晶電気光学装置であって、該液晶
材料に接する面の一部または全部が、樹脂材料よりなる
膜または複数の凸部よりなることを特徴とする液晶電気
光学装置である。Another main structure of the present invention is that a pair of substrates facing each other and a pair of substrates sandwiched between the pair of substrates are provided.
A voltage is applied to the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material in which the helical structure is suppressed and uniaxially oriented, and the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material provided on the pair of substrates. An electrode to be applied, provided on one or both of the pair of substrates, a uniaxial alignment means for uniaxially aligning the liquid crystal material, and a liquid crystal electro-optical device, wherein a part of a surface in contact with the liquid crystal material or The liquid crystal electro-optical device is characterized in that the liquid crystal electro-optical device is entirely formed of a film made of a resin material or a plurality of protrusions.
【0064】すなわち、本発明は一軸配向した強誘電性
または反強誘電性の液晶材料と、該液晶材料を挟持する
面、すなわち該液晶材料を挟持する基板または該基板上
の電極や配向膜等の表面との間に、樹脂材料により膜ま
たは複数の凸部を設けることを特徴とするものである。
言い換えれば、一軸配向した液晶材料が接する、該液晶
材料を挟持する面すなわち基板や基板上の電極や配向膜
等の表面の一部または全部に、硬化した樹脂材料よりな
る膜や凸部を有することを特徴とするものである。That is, the present invention relates to a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material and a surface sandwiching the liquid crystal material, that is, a substrate sandwiching the liquid crystal material or an electrode or an alignment film on the substrate. A film or a plurality of projections made of a resin material between the surface and the surface.
In other words, the liquid crystal material that is uniaxially aligned is in contact with a part or all of the surface sandwiching the liquid crystal material, that is, the surface of the substrate or the electrode or the alignment film on the substrate, and has a film or protrusion made of a cured resin material. It is characterized by the following.
【0065】この構成により、スイッチングを高速化で
き、さらには配向欠陥を減少させ、また不所望な電荷を
除去できる。さらに、基板間隔により液晶材料がバルク
状態において呈するらせん構造が抑制された液晶電気光
学装置において、ドメインの発生を伴わないスイッチン
グ(ドメインレススイッチング)が可能となり、ネマチ
ック液晶を用いた液晶電気光学装置のような、電界強度
により透過光強度が一様かつ連続的に変化する中間調を
得ることができ、さらに駆動電圧の低電圧化を図れるな
ど、様々な効果が得られる。以下、本発明の構成につい
て詳述する。With this configuration, the switching speed can be increased, the alignment defects can be reduced, and undesired charges can be removed. Furthermore, in a liquid crystal electro-optical device in which the helical structure of a liquid crystal material in a bulk state is suppressed by the distance between substrates, switching without domain generation (domainless switching) becomes possible, and a liquid crystal electro-optical device using a nematic liquid crystal can be used. As described above, it is possible to obtain a halftone in which the transmitted light intensity changes uniformly and continuously depending on the electric field intensity, and further, it is possible to obtain various effects such as a reduction in driving voltage. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.
【0066】〔樹脂膜〕本発明の他の主要な構成は、一
対の基板間に強誘電性または反強誘電性の液晶材料を挟
持し、前記一対の基板の内側表面の少なくとも一方に
は、前記強誘電性または反強誘電性の液晶材料を一軸配
向させる配向規制力が付与され、かつ前記配向規制力が
付与された表面上に、前記配向規制力を抑制する手段が
設けられていることを特徴とする液晶電気光学装置であ
る。[Resin Film] Another main structure of the present invention is that a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is sandwiched between a pair of substrates, and at least one of the inner surfaces of the pair of substrates has An alignment controlling force for uniaxially aligning the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is provided, and a unit for suppressing the alignment controlling force is provided on a surface to which the alignment controlling force is applied. Is a liquid crystal electro-optical device.
【0067】また、本発明の他の主要な構成は、内側に
電極を有する一対の基板間に強誘電性または反強誘電性
の液晶材料を挟持した液晶電気光学装置であって、前記
基板のいずれか一方もしくは両方の内側表面に一軸配向
手段を有し、該一軸配向手段上には該一軸配向手段の配
向規制力を抑制する手段を有することを特徴とする液晶
電気光学装置である。Another main structure of the present invention is a liquid crystal electro-optical device in which a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is sandwiched between a pair of substrates having electrodes inside. A liquid crystal electro-optical device comprising: a uniaxial alignment means on one or both inner surfaces; and a means for suppressing the alignment regulating force of the uniaxial alignment means on the uniaxial alignment means.
【0068】また、本発明の他の主要な構成は、内側に
電極を有する一対の基板間に強誘電性または反強誘電性
の液晶材料を挟持した液晶電気光学装置であって、前記
基板のいずれか一方もしくは両方の内側表面に一軸配向
手段を有し、少なくとも該一軸配向手段上には樹脂膜を
有することを特徴とする液晶電気光学装置である。Another main structure of the present invention is a liquid crystal electro-optical device in which a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is sandwiched between a pair of substrates having electrodes inside. A liquid crystal electro-optical device comprising a uniaxial alignment means on one or both inner surfaces, and a resin film on at least the uniaxial alignment means.
【0069】また、本発明の他の主要な構成は、内側に
電極を有する一対の基板間に強誘電性または反強誘電性
の液晶材料を挟持した液晶電気光学装置であって、前記
基板のいずれか一方もしくは両方の内側表面に一軸配向
手段を有し、前記液晶材料と前記一軸配向手段とが離隔
していることを特徴とする液晶電気光学装置である。Another main structure of the present invention is a liquid crystal electro-optical device in which a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is sandwiched between a pair of substrates having electrodes inside. A liquid crystal electro-optical device having uniaxial alignment means on one or both inner surfaces thereof, wherein the liquid crystal material and the uniaxial alignment means are separated from each other.
【0070】また、本発明の他の主要な構成は、内側に
電極を有する一対の基板間に強誘電性または反強誘電性
の液晶材料を挟持した液晶電気光学装置であって、前記
基板のいずれか一方もしくは両方の内側表面に一軸配向
手段を有し、少なくとも該一軸配向手段上には絶縁膜を
有することを特徴とする液晶電気光学装置である。Another main structure of the present invention is a liquid crystal electro-optical device in which a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is sandwiched between a pair of substrates having electrodes inside. A liquid crystal electro-optical device comprising a uniaxial alignment means on one or both inner surfaces, and an insulating film on at least the uniaxial alignment means.
【0071】また、本発明の他の構成は、上記液晶電気
光学装置において、一軸配向手段はラビング処理が施さ
れた配向膜であることを特徴とする液晶電気光学装置で
ある。Another aspect of the present invention is the liquid crystal electro-optical device, wherein the uniaxial alignment means is an alignment film subjected to a rubbing process.
【0072】また、本発明の他の構成は、上記液晶電気
光学装置において、一対の基板の一方に画素電極に接続
されたスイッチング素子を有し、アクティブマトリクス
駆動をすることを特徴とする液晶電気光学装置である。According to another aspect of the present invention, there is provided the above-mentioned liquid crystal electro-optical device, wherein a switching element connected to a pixel electrode is provided on one of a pair of substrates, and active matrix driving is performed. An optical device.
【0073】また、本発明の他の主要な構成は、内側表
面の両方に電極と、一方または両方に一軸配向手段を有
する一対の基板間に、強誘電性または反強誘電性の液晶
材料と、未硬化樹脂とを混合した混合物を挟持させ、前
記液晶材料を前記配向手段の配向規制力にしたがって一
軸配向させた後、前記未硬化樹脂を硬化させて、前記未
硬化樹脂を前記基板表面上に膜状に硬化させることを特
徴とする液晶電気光学装置の作製方法である。Another main constitution of the present invention is that an electrode is provided on both inner surfaces, and a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is provided between a pair of substrates having uniaxial alignment means on one or both sides. After the mixture of the uncured resin and the mixture is sandwiched, and after the liquid crystal material is uniaxially aligned according to the alignment regulating force of the alignment means, the uncured resin is cured, and the uncured resin is placed on the substrate surface. This is a method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device, characterized in that the film is cured into a film.
【0074】また、本発明の他の構成は、上記液晶電気
光学装置の作製方法において、未硬化樹脂は紫外線硬化
型樹脂であることを特徴とする液晶電気光学装置の作製
方法である。Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device, wherein the uncured resin is an ultraviolet curable resin in the method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device.
【0075】また、本発明の他の主要な構成は、内側表
面の両方に電極と、一方または両方に一軸配向手段を有
する一対の基板間に強誘電性または反強誘電性の液晶材
料を挟持し、前記一軸配向手段上には該一軸配向手段の
配向規制力を抑制する手段を有し、かつ前記液晶材料が
前記一軸配向手段の配向規制力に従って配向している液
晶電気光学装置において、前記液晶材料の温度を、室温
から前記液晶材料がSmA相またはN* 相を示す温度ま
で上昇させ、その温度を一定時間維持してから室温まで
冷却することを特徴とする液晶電気光学装置の作製方法
である。Another main structure of the present invention is that a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is sandwiched between a pair of substrates having electrodes on both inner surfaces and one or both having uniaxial alignment means. The liquid crystal electro-optical device, further comprising a unit on the uniaxial alignment unit for suppressing the alignment restriction force of the uniaxial alignment unit, and wherein the liquid crystal material is aligned according to the alignment restriction force of the uniaxial alignment unit. A method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device, comprising: raising the temperature of a liquid crystal material from room temperature to a temperature at which the liquid crystal material exhibits an SmA phase or an N * phase, maintaining the temperature for a certain period of time, and then cooling to room temperature. It is.
【0076】上記本発明について、図1を用いて説明す
る。図1に示されているのは、上記発明を用いた、単純
マトリックス型の液晶電気光学装置の概念図である。図
1において、101、102は透光性基板、103、1
04は画素電極、105は液晶材料等を注入後一定の方
向に配列するための一軸配向手段であるラビング処理が
施された配向膜、107は強誘電性の液晶材料である。
液晶材料107は配向膜105に従って一軸配向してい
る。配向膜105と液晶材料107の間には配向膜の配
向規制力を抑制する手段である樹脂膜106が形成され
ている。また透光性基板101、102の外側面に偏光
板109、110が設けられている。The present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram of a simple matrix type liquid crystal electro-optical device using the above invention. In FIG. 1, 101 and 102 are translucent substrates, and 103 and 1
Numeral 04 denotes a pixel electrode, 105 denotes an alignment film which has been subjected to a rubbing treatment which is a uniaxial alignment means for arranging a liquid crystal material or the like in a predetermined direction after injection, and 107 denotes a ferroelectric liquid crystal material.
The liquid crystal material 107 is uniaxially aligned according to the alignment film 105. A resin film 106 is formed between the alignment film 105 and the liquid crystal material 107 as a means for suppressing the alignment regulating force of the alignment film. Polarizing plates 109 and 110 are provided on the outer surfaces of the light-transmitting substrates 101 and 102, respectively.
【0077】この液晶電気光学装置を作製するには、ス
ペーサー108によって基板間隔が決められた、電極1
03、104、一軸配向手段である配向膜105を有す
る一組の透光性基板101、102間に挟持された液晶
材料が、配向膜105に従って配向した後に、前記配向
膜上にその配向規制力を抑制する樹脂膜が形成されれば
よい。In order to manufacture this liquid crystal electro-optical device, the electrode 1 whose substrate interval was determined by the spacer 108 was used.
03, 104, a liquid crystal material sandwiched between a pair of translucent substrates 101 and 102 having an alignment film 105 serving as a uniaxial alignment means is aligned in accordance with the alignment film 105, and then has an alignment regulating force on the alignment film. What is necessary is just to form the resin film which suppresses.
【0078】具体的には、電極および配向膜を有する一
組の透光性基板間に液晶材料と反応開始剤を添加した未
硬化の樹脂との混合物を等方相になるまで加熱して注入
し、徐冷して液晶材料を配向膜により一軸配向させる。
しかる後に、液晶材料中に混入させた未硬化樹脂を硬化
するための手段を施すことにより、前記未硬化樹脂が配
向手段上に被膜となって硬化する。Specifically, a mixture of a liquid crystal material and an uncured resin to which a reaction initiator has been added is heated and injected until it becomes an isotropic phase between a pair of light-transmitting substrates having electrodes and an alignment film. Then, the liquid crystal material is gradually cooled to be uniaxially aligned by the alignment film.
Thereafter, by applying a means for curing the uncured resin mixed in the liquid crystal material, the uncured resin is cured as a film on the alignment means.
【0079】この時、液晶材料が配向手段に従って配列
した後に樹脂を硬化させるため、硬化前の良好な配向状
態を保ったまま、配向膜上に樹脂を薄膜状に硬化させる
ことができる。硬化後の樹脂が液晶材料の配向に悪影響
を及ぼすことはない。At this time, the resin is cured after the liquid crystal material is aligned according to the alignment means, so that the resin can be cured into a thin film on the alignment film while maintaining a good alignment state before the curing. The cured resin does not adversely affect the orientation of the liquid crystal material.
【0080】上記本発明により、スイッチングを高速化
でき、また配向欠陥を防ぎ、さらに不所望な電荷を除去
することができる。According to the present invention, switching can be performed at a high speed, alignment defects can be prevented, and undesired charges can be removed.
【0081】上記本発明において、配向膜は従来のもの
と同様にポリイミド系等の有機高分子樹脂等からなる膜
を基板および電極上に形成しラビング処理する。またラ
ビング条件も従来のものと同様でよい。In the present invention, as the alignment film, a film made of an organic polymer resin such as a polyimide resin is formed on the substrate and the electrode as in the case of the conventional one, and rubbing treatment is performed. The rubbing conditions may be the same as the conventional one.
【0082】その他、液晶材料に接する面の表面特性に
より液晶材料を一軸配向させる配向手段であれば本発明
を適用することができる。基板や電極表面に直接ラビン
グ等を施して一軸配向規制力を付与した場合についても
同様である。斜方蒸着膜に対しても実施できる。In addition, the present invention can be applied to any means for uniaxially orienting the liquid crystal material according to the surface characteristics of the surface in contact with the liquid crystal material. The same applies to the case where rubbing or the like is directly applied to the surface of the substrate or the electrode to impart a uniaxial alignment regulating force. It can also be applied to obliquely deposited films.
【0083】また配向規制力を抑制する手段の樹脂膜1
06としては高分子樹脂などが使用できる。The resin film 1 as a means for suppressing the alignment regulating force
As 06, a polymer resin or the like can be used.
【0084】上記本発明の配向規制力を抑制する手段と
しての樹脂膜106の材料は、高温状態で液晶材料との
混合状態を呈し、温度が低下した状態では液晶材料と分
離するものであることが望ましい。また、2枚の基板間
に挟持された状態で樹脂を硬化するために未硬化の樹脂
には溶媒が含まれていないことが極めて望ましい。さら
に、液晶材料と樹脂の分離や液晶材料の配向状態の形成
は温度に依存するところが大きいため、樹脂は温度とは
別の因子で硬化する方が望ましい。そうした事柄を考慮
すると、例えば未硬化樹脂として紫外線硬化型樹脂、硬
化手段として紫外線を用いることが好ましい。The material of the resin film 106 as a means for suppressing the alignment regulating force according to the present invention exhibits a mixed state with the liquid crystal material at a high temperature, and separates from the liquid crystal material at a low temperature. Is desirable. Further, in order to cure the resin while being sandwiched between two substrates, it is extremely desirable that the uncured resin contains no solvent. Further, since the separation of the liquid crystal material from the resin and the formation of the alignment state of the liquid crystal material largely depend on the temperature, it is preferable that the resin is cured by a factor different from the temperature. Considering such matters, it is preferable to use, for example, an ultraviolet-curable resin as the uncured resin and an ultraviolet ray as the curing means.
【0085】また、樹脂材料と液晶材料との混合物中の
樹脂材料の濃度は任意であるが、20%以下程度が適当
である。The concentration of the resin material in the mixture of the resin material and the liquid crystal material is arbitrary, but is suitably about 20% or less.
【0086】図1に示す上記本発明の液晶電気光学装置
において、液晶材料107は、配向膜の表面にある樹脂
膜106によって配向膜105には触れておらず離隔し
ている。したがって液晶材料に対して配向膜の配向規制
力が抑制される。あるいは樹脂膜106が薄くて液晶材
料107と配向膜105が部分的に触れていても樹脂膜
106の存在によって実質的に配向規制力は抑制されて
しまう。上記本発明はこのようにして、一軸配向手段で
ある配向膜により液晶材料を配向させつつ、その後の配
向膜の配向規制力を実質的に低減または無効としてしま
う。したがって配向膜の配向規制力が液晶分子のスイッ
チングを妨げてしまうことを防ぐことができる。In the liquid crystal electro-optical device of the present invention shown in FIG. 1, the liquid crystal material 107 is separated from the alignment film 105 by the resin film 106 on the surface of the alignment film without touching the alignment film 105. Therefore, the alignment regulating force of the alignment film with respect to the liquid crystal material is suppressed. Alternatively, even if the resin film 106 is thin and the liquid crystal material 107 and the alignment film 105 are partially in contact with each other, the presence of the resin film 106 substantially suppresses the alignment regulating force. In the above-described present invention, while the liquid crystal material is aligned by the alignment film serving as the uniaxial alignment means, the subsequent alignment control force of the alignment film is substantially reduced or made ineffective. Therefore, it is possible to prevent the alignment regulating force of the alignment film from hindering the switching of the liquid crystal molecules.
【0087】また、樹脂膜106を形成するために液晶
材料中に添加する樹脂材料の濃度を高くする、あるいは
配向膜の種類、硬化方法などを制御することにより、2
枚の基板間で前記樹脂がカラム状(柱状)に形成される
場合もある。ただしこのカラム状の樹脂も液晶材料が配
向した後に形成されるため、液晶材料の配向に対する影
響はほとんどない。このカラム状樹脂は、表示装置を大
面積化する場合等、基板間隔の拡大を防いで一定に保つ
ことができ、層構造の崩れを防ぐことができる。Further, by increasing the concentration of the resin material added to the liquid crystal material to form the resin film 106, or by controlling the type of the alignment film, the curing method, and the like,
In some cases, the resin is formed in a column shape (column shape) between two substrates. However, since this column-shaped resin is also formed after the liquid crystal material is oriented, there is almost no influence on the orientation of the liquid crystal material. The columnar resin can keep the distance between the substrates constant and keep it constant, for example, when increasing the area of the display device, and can prevent collapse of the layer structure.
【0088】また、上記本発明の液晶電気光学装置は、
従来の、樹脂膜を有していない液晶電気光学装置に比較
して配向欠陥の発生が少ない。その結果装置としてのコ
ントラスト比を向上させることができる。Further, the liquid crystal electro-optical device according to the present invention includes:
The occurrence of alignment defects is smaller than that of a conventional liquid crystal electro-optical device having no resin film. As a result, the contrast ratio of the device can be improved.
【0089】またこの樹脂膜106に用いた樹脂材料が
高い絶縁性を有している場合は絶縁膜となるため、上下
電極間の短絡を防止するショート防止膜の機能を有せし
めることができる。When the resin material used for the resin film 106 has a high insulating property, it becomes an insulating film, so that it can have a function of a short-circuit preventing film for preventing a short circuit between the upper and lower electrodes.
【0090】また、通常の強誘電性液晶を用いた液晶電
気光学装置においては、配向不良が発生した場合、液晶
材料をIso(等方)相となる温度まで加熱した後、そ
の後液晶相まで冷却する方法により修復していたが、上
記本発明においては、一度完成した装置は一軸配向手段
の配向規制力が樹脂膜により低減されているため、この
方法を用いても配向状態は十分に修復されない。In a liquid crystal electro-optical device using a normal ferroelectric liquid crystal, when an alignment failure occurs, the liquid crystal material is heated to a temperature at which the liquid crystal material becomes an Iso (isotropic) phase, and then cooled to a liquid crystal phase. However, in the present invention, since the alignment control force of the uniaxial alignment means is reduced by the resin film in the device once completed, the alignment state is not sufficiently repaired even by using this method. .
【0091】ところが、上記本発明の装置において液晶
材料をIsoではなくSmA* 相またはN* 相となるま
で加熱し、さらに一定の時間その温度を保つことによ
り、配向状態が修復されることがわかった。よって本発
明の装置において配向状態の不良が発生してもそれを修
復することができる。However, it was found that in the above-described device of the present invention, the liquid crystal material was heated to the SmA * phase or N * phase instead of Iso, and the temperature was maintained for a certain period of time, whereby the alignment state was restored. Was. Therefore, even if a defect in the alignment state occurs in the apparatus of the present invention, it can be repaired.
【0092】すなわち、上記液晶電気光学装置を液晶材
料の種類により下記に示す温度まで上昇させ、その温度
で一定時間保持し、その後徐冷する。まず温度として、 (1)Iso-N* -SmA-SmC* -Cryの相系列を有する液晶材
料の場合、N* 相もしくはSmA相を示す温度。 (2)Iso-SmA-SmC * -Cryの相系列を有する液晶材料の
場合、SmA相を示す温度。 とする。That is, the liquid crystal electro-optical device is raised to the following temperature depending on the type of the liquid crystal material, kept at that temperature for a certain period of time, and then gradually cooled. First, as the temperature, (1) in the case of a liquid crystal material having a phase series of Iso-N * -SmA-SmC * -Cry, a temperature at which an N * phase or an SmA phase is exhibited. (2) In the case of a liquid crystal material having a phase sequence of Iso-SmA-SmC * -Cry, a temperature at which an SmA phase is exhibited. And
【0093】次に、前記装置は数分以上、望ましくは1
0〜60分間上記に示す温度に保持することが望まし
い。Next, the device is operated for several minutes or more,
It is desirable to maintain the temperature shown above for 0 to 60 minutes.
【0094】上記方法を取ることにより、液晶材料と樹
脂材料の混合物を注入、徐冷後、樹脂を硬化させた状態
の本発明の装置の配向性を向上させることができ、配向
不良が発生していた装置においても良好な配向性を得、
コントラスト比を向上させることができる。By adopting the above method, the orientation of the device of the present invention in which the mixture of the liquid crystal material and the resin material is injected, slowly cooled, and then the resin is cured can be improved, and poor alignment occurs. Good orientation was obtained in the equipment
The contrast ratio can be improved.
【0095】また、本発明の如く樹脂膜106を形成す
ると、反応開始剤の開裂や樹脂材料の硬化により液晶材
料中の不純物等による不所望な電荷が実質的に消滅す
る。したがって電極間に電圧を印加すると液晶材料の自
発分極の反転時にのみ電流が流れそれ以外の時には余分
な電流は流れなくなる。これにより、より安定かつ高速
なスイッチングを実現できる。When the resin film 106 is formed as in the present invention, undesired charges due to impurities and the like in the liquid crystal material substantially disappear due to cleavage of the reaction initiator and hardening of the resin material. Therefore, when a voltage is applied between the electrodes, current flows only when the spontaneous polarization of the liquid crystal material is reversed, and no other current flows otherwise. Thereby, more stable and high-speed switching can be realized.
【0096】上記本発明の構成は単純マトリックス型の
液晶電気光学装置においても有効であるのは勿論、各画
素にスイッチング素子を接続したアクティブマトリクス
型の装置においても有効である。The configuration of the present invention is effective not only in a simple matrix type liquid crystal electro-optical device but also in an active matrix type device in which a switching element is connected to each pixel.
【0097】上記本発明により、液晶材料配向後は、液
晶材料に対する一軸配向規制力がなくなる、あるいは低
下し、液晶分子のスイッチングの阻害を防止できた。そ
の結果スイッチングを高速化させることができた。また
配向欠陥を減少させることができた。また電極間の短絡
の発生を防止できた。According to the present invention, after the liquid crystal material is aligned, the uniaxial alignment regulating force for the liquid crystal material is lost or reduced, and the inhibition of the switching of the liquid crystal molecules can be prevented. As a result, the switching speed could be increased. In addition, alignment defects could be reduced. Also, the occurrence of a short circuit between the electrodes could be prevented.
【0098】また一軸配向性が抑制された状態であって
も液晶材料の配向性の向上、配向乱れの修復を行うこと
が可能となった。In addition, even when the uniaxial orientation is suppressed, the orientation of the liquid crystal material can be improved and the orientation disorder can be repaired.
【0099】〔樹脂膜によるドメインレススイッチン
グ〕また、本発明の他の主要な構成は、内側に電極を有
する一対の基板間に、電界無印加時において螺旋構造が
解かれ、かつ一軸配向した強誘電性または反強誘電性の
液晶材料を挟持し、前記基板表面には前記液晶材料が接
する樹脂膜を有し、前記電極に印加される電界による前
記液晶材料のスイッチングが、ドメインの発生を伴わず
に行われることを特徴とする液晶電気光学装置である。[Domain-less Switching by Resin Film] Another main structure of the present invention is that a helical structure is released between a pair of substrates having electrodes inside when no electric field is applied, and a uniaxially oriented structure is formed. A dielectric or antiferroelectric liquid crystal material is interposed therebetween, and the substrate surface has a resin film in contact with the liquid crystal material. Switching of the liquid crystal material by an electric field applied to the electrode involves generation of a domain. And a liquid crystal electro-optical device.
【0100】また、本発明の他の主要な構成は、内側に
電極を有する一対の基板間に、電界無印加時において螺
旋構造が解かれ、かつ一軸配向した強誘電性または反強
誘電性の液晶材料を挟持し、前記基板表面には前記液晶
材料が接する樹脂膜を有し、前記電極に印加される電界
により液晶分子の配向ベクトルの向きが連続的に変化す
ることを特徴とする液晶電気光学装置である。Further, another main structure of the present invention is that a helical structure is released between a pair of substrates having electrodes on the inner side when no electric field is applied, and a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric material is provided. A liquid crystal material sandwiching a liquid crystal material, a resin film in contact with the liquid crystal material on the surface of the substrate, and a direction of an alignment vector of liquid crystal molecules is continuously changed by an electric field applied to the electrode. An optical device.
【0101】また、本発明の他の主要な構成は、内側に
電極を有する一対の基板間に、電界無印加時において螺
旋構造が解かれ、かつ一軸配向した強誘電性または反強
誘電性の液晶材料を挟持し、前記一対の基板の少なくと
も一方には前記液晶材料を一軸配向させる配向膜を有
し、前記基板表面および配向膜表面には前記液晶材料が
接する樹脂膜を有し、前記電極に印加される電界により
液晶分子の配向ベクトルの向きが連続的に変化すること
を特徴とする液晶電気光学装置である。Another main structure of the present invention is that a helical structure is unwound between a pair of substrates having electrodes on the inside when no electric field is applied, and a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric material is formed. A liquid crystal material sandwiched therebetween, at least one of the pair of substrates has an alignment film for uniaxially aligning the liquid crystal material, and the substrate surface and the alignment film surface have a resin film in contact with the liquid crystal material; The liquid crystal electro-optical device is characterized in that the direction of the orientation vector of the liquid crystal molecules changes continuously by an electric field applied to the liquid crystal.
【0102】また、本発明の他の主要な構成は、内側に
電極を有する一対の基板間に、電界無印加時において螺
旋構造が解かれ、かつ一軸配向した強誘電性または反強
誘電性の液晶材料を挟持し、前記基板の一方には画素電
極に接続されたスイッチング素子を有し、前記一対の基
板の少なくとも一方には前記液晶材料を一軸配向させる
配向膜を有し、前記基板表面および配向膜表面には前記
液晶材料が接する樹脂膜を有し、前記電極に印加される
電界により液晶分子の配向ベクトルの向きが連続的に変
化することを特徴とする液晶電気光学装置である。Another main structure of the present invention is that a helical structure is released between a pair of substrates having electrodes on the inside when no electric field is applied, and a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric material is formed. A liquid crystal material is sandwiched, one of the substrates has a switching element connected to a pixel electrode, and at least one of the pair of substrates has an alignment film for uniaxially aligning the liquid crystal material, A liquid crystal electro-optical device is characterized in that a resin film in contact with the liquid crystal material is provided on an alignment film surface, and the direction of an alignment vector of liquid crystal molecules is continuously changed by an electric field applied to the electrode.
【0103】また、本発明の他の主要な構成は、内側表
面の両方に電極と、一方または両方に一軸配向手段を有
する一対の基板間に、モノマー量が重量比で60%以上
である未硬化樹脂を強誘電性または反強誘電性の液晶材
料に混合させた混合物を挟持させ、前記液晶材料を前記
配向手段の配向規制力にしたがって一軸配向させた後、
前記未硬化樹脂を硬化させて、前記未硬化樹脂を前記基
板表面上に膜状に硬化させることを特徴とする液晶電気
光学装置の作製方法である。Further, another main structure of the present invention is that the amount of monomer is not less than 60% by weight between a pair of substrates having electrodes on both inner surfaces and one or both having uniaxial alignment means. After sandwiching a mixture obtained by mixing a cured resin with a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, and after uniaxially aligning the liquid crystal material according to the alignment regulating force of the alignment means,
A method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device, wherein the uncured resin is cured, and the uncured resin is cured in a film shape on the substrate surface.
【0104】また、本発明の他の構成は、上記液晶電気
光学装置の作製方法において、未硬化樹脂は紫外線硬化
型樹脂であることを特徴とする液晶電気光学装置の作製
方法である。Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device according to the above-described method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device, wherein the uncured resin is an ultraviolet-curable resin.
【0105】上記本発明は、強誘電性または反強誘電性
の液晶材料を用いた液晶電気光学装置において、ドメイ
ンの発生を伴わないスイッチング(ドメインレススイッ
チング)を行うものである。上記本発明について、図9
を用いて説明する。図9に示されているのは、本発明に
よるアクティブマトリクス駆動型の液晶電気光学装置で
ある。図9において、1101、1102は透光性基
板、1103は対向電極、1104は画素電極、110
5はスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TF
T)、1106は配向膜等の液晶材料を一定の方向に配
列するための一軸配向手段、1107は樹脂膜、110
8は強誘電性の液晶材料である。液晶材料1108はこ
こでは配向手段1106に従って一軸配向している。透
光性基板1101、1102の外側面には、偏光板11
09、1110を設けている。According to the present invention, in a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, switching without domain generation (domainless switching) is performed. Regarding the present invention, FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an active matrix driving type liquid crystal electro-optical device according to the present invention. 9, 1101 and 1102 are light-transmitting substrates, 1103 is a counter electrode, 1104 is a pixel electrode, 110
5 is a thin film transistor (TF) as a switching element
T) 1106 is a uniaxial alignment means for aligning a liquid crystal material such as an alignment film in a certain direction, 1107 is a resin film, 110
8 is a ferroelectric liquid crystal material. Here, the liquid crystal material 1108 is uniaxially aligned according to the alignment means 1106. Polarizing plates 11 are provided on the outer surfaces of the transparent substrates 1101 and 1102.
09, 1110 are provided.
【0106】上記構成において用いる一軸配向処理法
は、従来のものと同様に有機高分子等からなる配向膜を
ラビング処理したものを用いることが可能である。ま
た、ラビング条件も従来のものと同様に布などを巻いた
ローラーにより前記配向膜上を一方向に擦る。また配向
膜は両側の基板ともに形成しても、一方の基板のみに形
成してもよい。その他の一軸配向方法として、磁場配向
法、ずり応力法、温度勾配法、斜方蒸着法など、様々な
配向方法が使用できる。As the uniaxial alignment treatment method used in the above configuration, it is possible to use a method in which an alignment film made of an organic polymer or the like is subjected to a rubbing treatment as in the conventional method. As for the rubbing conditions, the alignment film is rubbed in one direction by a roller wrapped with a cloth or the like as in the conventional case. The alignment film may be formed on both substrates or on only one of the substrates. As other uniaxial orientation methods, various orientation methods such as a magnetic field orientation method, a shear stress method, a temperature gradient method, and an oblique deposition method can be used.
【0107】この液晶電気光学装置を作製するには、ス
ペーサー(図示せず)によって基板間隔が決められた、
電極1103、1104を有する一組の透光性基板11
01、1102で液晶材料と反応開始剤を添加した未硬
化の樹脂との混合物を挟持させ、前記液晶材料を一軸配
向させる。しかる後に、液晶材料中に混入させた未硬化
樹脂を硬化するための手段を施すことにより、前記未硬
化樹脂が液晶材料に接する配向手段や電極の表面に被膜
となって硬化し、樹脂膜1107となる。また樹脂は基
板間にカラム状に硬化するものもある(図示せず)。To manufacture this liquid crystal electro-optical device, the distance between the substrates was determined by a spacer (not shown).
A set of translucent substrates 11 having electrodes 1103 and 1104
In steps 01 and 1102, a mixture of a liquid crystal material and an uncured resin to which a reaction initiator has been added is sandwiched to uniaxially align the liquid crystal material. Thereafter, by applying a means for curing the uncured resin mixed in the liquid crystal material, the uncured resin is cured as a coating on the surface of the alignment means and the electrodes in contact with the liquid crystal material. Becomes Some resins are cured in a column shape between the substrates (not shown).
【0108】この時、液晶材料が配向手段に従って配列
した後に樹脂を硬化させるため、硬化前の良好な配向状
態を保ったまま、配向膜上に樹脂を薄膜状に硬化させる
ことができる。その結果、硬化後の樹脂が液晶材料の配
向に悪影響を及ぼすことはなく、配向欠陥の発生を防ぐ
ことができ、コントラストの低下を防止する。At this time, since the resin is cured after the liquid crystal material is aligned according to the alignment means, the resin can be cured in a thin film on the alignment film while maintaining a good alignment state before the curing. As a result, the cured resin does not adversely affect the alignment of the liquid crystal material, it is possible to prevent the occurrence of alignment defects, and to prevent a decrease in contrast.
【0109】上記の構成において用いる樹脂材料は、高
温状態で液晶材料との混合状態を呈し、温度が低下した
状態では液晶材料と分離するものであることが望まし
い。また、2枚の基板間に挟持された状態で樹脂を硬化
するために未硬化の樹脂には溶媒が含まれていないこと
が極めて望ましい。さらに、液晶材料と樹脂の分離や液
晶材料の配向状態の形成は温度に依存するところが大き
いため、樹脂は温度とは別の因子で硬化する方が望まし
い。そうした事柄を考慮すると、例えば未硬化樹脂とし
て紫外線硬化型樹脂、硬化手段として紫外線を用いるこ
とが好ましい。さらに、樹脂は注入のときに分離しにく
いように液晶材料との相溶性が高い方が望ましく、樹脂
中のモノマー量が重量比で60%以上、望ましくは80
%以上であることが望ましい。It is desirable that the resin material used in the above-described structure exhibits a mixed state with the liquid crystal material at a high temperature and separates from the liquid crystal material at a low temperature. Further, in order to cure the resin while being sandwiched between two substrates, it is extremely desirable that the uncured resin contains no solvent. Further, since the separation of the liquid crystal material from the resin and the formation of the alignment state of the liquid crystal material largely depend on the temperature, it is preferable that the resin is cured by a factor different from the temperature. Considering such matters, it is preferable to use, for example, an ultraviolet-curable resin as the uncured resin and an ultraviolet ray as the curing means. Further, it is desirable that the resin has high compatibility with the liquid crystal material so that it is difficult to separate at the time of injection, and the amount of the monomer in the resin is 60% or more by weight, preferably 80%.
% Is desirable.
【0110】本発明者らは、基板または基板上の配向膜
や電極の上に、強誘電性または反強誘電性の液晶材料が
接する樹脂膜を設けることで、ネマチック液晶材料を用
いた装置のような、ドメインが発生せず、電界強度によ
り一様に階調が変化するスイッチング状態(ドメインレ
ススイッチング)が得られることを発見した。The present inventors provide a resin film in contact with a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material on a substrate or an alignment film or an electrode on the substrate, so that a device using a nematic liquid crystal material is provided. It has been found that a switching state (domainless switching) in which a domain does not occur and a gradation uniformly changes depending on the electric field strength can be obtained.
【0111】本来、一軸配向した強誘電性液晶にはSm
C* 相において液晶分子が層の法線に対して傾き角一定
のまま、層の法線を軸とした円錐の側面上のどの位置に
も同じ確率で存在する性質を示し、液晶分子の配向ベク
トルの向きは自由である。この状態はゴールドストーン
モードと呼ばれている。前述した表面安定化型の装置
は、ゴールドストーンモードで分子の取りうる配向ベク
トルの向きが特定の2つの向きに限定したスイッチング
となっていると考えられる。Originally, the uniaxially oriented ferroelectric liquid crystal contained Sm.
In the C * phase, the liquid crystal molecules have the same probability of being present at any position on the side of the cone with the tilt angle constant with respect to the layer normal, and the liquid crystal molecules are aligned with the same probability. The direction of the vector is free. This state is called Goldstone mode. It is considered that the surface-stabilized type device described above performs switching in which the direction of the orientation vector that the molecule can take in the goldstone mode is limited to two specific directions.
【0112】この限定を外したスイッチングが実現でき
れば、液晶材料に対して電界を連続的に変化させて印加
した場合、電界が印加されている領域の液晶材料の全て
がドメインの発生を伴わずに、一様に電界の強度に応じ
て透過光量が連続的に変化するスイッチングが可能とな
ると考えられてきた。If switching without this limitation can be realized, when an electric field is continuously changed and applied to the liquid crystal material, all of the liquid crystal material in the region to which the electric field is applied is generated without generating a domain. It has been considered that switching in which the amount of transmitted light changes continuously according to the intensity of the electric field uniformly becomes possible.
【0113】特に電界強度で階調表示を行う方法は、T
N、STN型液晶電気光学装置では既に行われている方
法なので、この技術をそのまま応用できる利点がある。In particular, the method of performing gray scale display by electric field strength is as follows.
Since the N and STN type liquid crystal electro-optical devices have already been performed, there is an advantage that this technique can be applied as it is.
【0114】強誘電性液晶を使用したセルでもこれまで
一部の範囲ではあるが、電界強度を変化させることで任
意の領域の透過光量をドメイン発生を伴わずに一様に変
化した例の報告がなされていたが、このような装置を生
産性良く作製することは困難であった。Even in a cell using a ferroelectric liquid crystal, although there has been a partial range, a report has been made of an example in which the amount of transmitted light in an arbitrary region is uniformly changed without domain generation by changing the electric field intensity. However, it has been difficult to produce such an apparatus with high productivity.
【0115】本発明構成により、電界が印加されている
領域全体の液晶材料がドメインの発生を伴わずに、一様
に電界の強度に応じて透過光量が連続的に変化するスイ
ッチングが得られた。作製においても、従来の表面安定
型の装置とほとんど同様の工程で作製でき、高い生産性
を有する。According to the configuration of the present invention, the liquid crystal material in the entire region to which the electric field is applied can perform switching in which the amount of transmitted light uniformly changes continuously according to the intensity of the electric field without generating a domain. . Also in the production, it can be produced in almost the same steps as the conventional surface stable type apparatus, and has high productivity.
【0116】本発明の液晶電気光学装置は、従来の表面
安定型の装置とは異なり液晶分子が配向ベクトルの向き
を自由に取りうる状態にあると考えられる。これによ
り、強誘電性または反強誘電性の液晶材料を用いた、基
板間隔によって、液晶材料がバルク状態において呈する
らせん構造を抑制する構成の液晶電気光学装置のスイッ
チングを、ドメイン発生を伴わずに、電界が印加される
領域全体において一様に変化させることができ、電界変
化による高速な中間階調表示を容易に行うことができる
ようになった。したがって、電界強度による階調表示を
極めて高速に行うことが可能となった。It is considered that the liquid crystal electro-optical device of the present invention is in a state where the liquid crystal molecules can freely take the direction of the orientation vector unlike the conventional surface stable type device. As a result, the switching of the liquid crystal electro-optical device using the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, which suppresses the helical structure of the liquid crystal material in a bulk state by the distance between the substrates, can be performed without causing domain generation. In addition, it is possible to uniformly change the entire area to which the electric field is applied, and it is possible to easily perform high-speed halftone display by the electric field change. Therefore, it is possible to perform the gradation display by the electric field intensity at a very high speed.
【0117】上記本発明において樹脂膜は、配向膜や電
極の液晶材料に対するアンカリングを緩和する作用を有
しているものと考えられる。In the present invention, it is considered that the resin film has an action of alleviating anchoring of the alignment film and the electrode to the liquid crystal material.
【0118】また、液晶分子の応答性が改善され、液晶
材料を駆動した場合従来双安定型ではドメインを伴った
スイッチングのため明暗間の反転状態が2段階となって
いたものが1段階で済み、応答の急峻性が大幅に向上し
た。In addition, when the responsiveness of liquid crystal molecules is improved and the liquid crystal material is driven, in the conventional bistable type, switching between light and dark was performed in two stages due to switching with domains, but only one stage was required. The steepness of the response was greatly improved.
【0119】上記本発明の装置においては、液晶材料が
双安定性を有しない。従って、本発明の構成は各画素に
スイッチング素子を有するアクティブマトリクス駆動型
の装置に特に適している。In the device of the present invention, the liquid crystal material has no bistability. Therefore, the configuration of the present invention is particularly suitable for an active matrix drive type device having a switching element in each pixel.
【0120】更に、上記本発明構成ではスイッチング時
のしきい値が従来の双安定型の装置に比較して低下し
た。このため、従来の双安定型の装置に比較して低電圧
駆動を行うことが可能となった。Further, in the configuration of the present invention, the threshold value at the time of switching is lower than that of the conventional bistable device. For this reason, it has become possible to perform low-voltage driving as compared with a conventional bistable device.
【0121】上記本発明の装置において、画素部分一面
に渡って透過光量が一様に変化する場合の他に、使用す
る液晶あるいは樹脂材料や樹脂硬化条件等、作製条件に
よっては透過光量の一様な変化とともに微小な領域にお
けるドメイン発生(反転)が混在した状態が生じる場合
もある。In the device of the present invention, in addition to the case where the amount of transmitted light varies uniformly over the entire surface of the pixel portion, the amount of transmitted light varies depending on the manufacturing conditions such as the liquid crystal or resin material used and the resin curing conditions. In some cases, a state in which domain generation (inversion) in a minute region is mixed with a small change may occur.
【0122】なお、液晶材料中に添加する樹脂材料の濃
度等により2枚の基板間で前記樹脂がカラム状(柱状)
に形成される場合もある。これは、表示装置を大面積化
する場合等、基板間隔を一定に保つ必要がある時に有用
な方法となる。Note that, depending on the concentration of the resin material added to the liquid crystal material, the resin is formed into a column shape (column shape) between the two substrates.
In some cases. This is a useful method when it is necessary to keep the substrate interval constant, for example, when increasing the area of a display device.
【0123】また、樹脂硬化後液晶材料をN* 相もしく
はSmA相に示す温度まで上昇させ、その温度で10m
in以上望ましくは10〜30minの間一定に保持
し、その後再び室温まで徐冷する。この方法により液晶
材料の配向状態をより向上させることが出来る。After the resin is cured, the liquid crystal material is raised to a temperature shown in the N * phase or the SmA phase, and the temperature is increased by 10 m
The temperature is kept constant for at least 10 minutes, preferably 10 to 30 minutes, and then gradually cooled to room temperature again. With this method, the alignment state of the liquid crystal material can be further improved.
【0124】〔ドメインレススイッチングとフレーム階
調〕また、本発明の他の主要な構成は、内側に電極を有
する一対の基板間に、電界無印加時において螺旋構造が
解かれ、かつ一軸配向した強誘電性または反強誘電性の
液晶材料を挟持し、前記基板の一方には画素電極に接続
されたスイッチング素子を有し、前記一対の基板の少な
くとも一方には前記液晶材料を一軸配向させる配向膜を
有し、前記基板表面および配向膜表面には前記液晶材料
が接する樹脂膜を有し、前記電極に印加される電界によ
り液晶分子の配向ベクトルの向きが連続的に変化し、各
画素の透過、非透過を複数のフレームで制御してフレー
ム階調表示を行うことを特徴とする液晶電気光学装置で
ある。[Domain-less Switching and Frame Gradation] In another main structure of the present invention, a spiral structure is released between a pair of substrates having electrodes on the inside when no electric field is applied, and the substrate is uniaxially oriented. A ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material is interposed therebetween, and one of the substrates has a switching element connected to a pixel electrode, and at least one of the pair of substrates has an alignment for uniaxially aligning the liquid crystal material. Having a film, a resin film in contact with the liquid crystal material on the substrate surface and the alignment film surface, and the direction of the alignment vector of the liquid crystal molecules is continuously changed by an electric field applied to the electrode; A liquid crystal electro-optical device is characterized in that transmission and non-transmission are controlled by a plurality of frames to perform frame gradation display.
【0125】また、本発明の他の主要な構成は、内側に
電極を有する一対の基板間に、電界無印加時において螺
旋構造が解かれ、かつ一軸配向した強誘電性または反強
誘電性の液晶材料を挟持し、前記基板の一方には画素電
極に接続されたスイッチング素子を有し、前記基板の少
なくとも一方には前記液晶材料を一軸配向させる配向膜
を有し、前記液晶材料が接する前記基板表面および配向
膜表面には樹脂膜を有し、前記電極に印加される電界に
より液晶分子の配向ベクトルの向きが連続的に変化する
ことにより透過光量を制御し、かつ各画素の透過、非透
過を複数のフレームで制御してフレーム階調表示を行う
ことを特徴とする液晶電気光学装置である。Further, another main structure of the present invention is that a helical structure is released between a pair of substrates having electrodes on the inner side when no electric field is applied, and a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric material is formed. A liquid crystal material is sandwiched, and one of the substrates has a switching element connected to a pixel electrode, and at least one of the substrates has an alignment film for uniaxially aligning the liquid crystal material, and the liquid crystal material is in contact with the liquid crystal material. A resin film is provided on the surface of the substrate and the surface of the alignment film, and the amount of transmitted light is controlled by continuously changing the direction of the alignment vector of the liquid crystal molecules by an electric field applied to the electrodes. A liquid crystal electro-optical device characterized by performing frame gradation display by controlling transmission in a plurality of frames.
【0126】また、本発明の他の構成は、上記液晶電気
光学装置において、1つのフレームをN(2以上の自然
数)個の互いに持続時間の異なるサブフレームに分割
し、持続時間が最短のサブフレームの持続時間をT0 と
したとき、これらサブフレームの持続時間は、T0 、2
T0 、22 T0 、・・・2N T0 のいずれかである表示
方法により駆動されることを特徴とする液晶電気光学装
置である。In another configuration of the present invention, in the above liquid crystal electro-optical device, one frame is divided into N (natural numbers of 2 or more) subframes having different durations, and the subframe having the shortest duration is provided. when the duration of the frame and the T 0, the duration of these sub-frames, T 0, 2
T 0, 2 2 T 0, a liquid crystal electro-optical device characterized in that it is driven by a display method is either ··· 2 N T 0.
【0127】上記本発明は、強誘電性または反強誘電性
の液晶材料を用いて各画素にスイッチング素子を設けた
アクティブマトリクス駆動型の液晶電気光学装置におい
て、ドメインの発生を伴わないスイッチング(ドメイン
レススイッチング)を行い、かつフレーム階調表示を行
うものである。According to the present invention, in an active matrix drive type liquid crystal electro-optical device in which a switching element is provided in each pixel using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, switching without domain generation (domain (Less switching) and performs frame gradation display.
【0128】上記本発明の例を図17を用いて説明す
る。図17に示されているのは、本発明によるアクティ
ブマトリクス駆動型の液晶電気光学装置である。図17
において、2101、2102は透光性基板、2103
は対向電極、2104は画素電極、2105はスイッチ
ング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)、210
6は配向膜等の液晶材料を一定の方向に配列するための
一軸配向手段、2107は樹脂膜、2108は強誘電性
の液晶材料である。液晶材料2108はここでは配向手
段2106に従って一軸配向している。透光性基板21
01、2102の外側面には偏光板2109、2110
を設けている。An example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 shows an active matrix driving type liquid crystal electro-optical device according to the present invention. FIG.
, Reference numerals 2101 and 2102 denote translucent substrates;
Is a counter electrode, 2104 is a pixel electrode, 2105 is a thin film transistor (TFT) as a switching element, 210
Reference numeral 6 denotes a uniaxial alignment means for arranging a liquid crystal material such as an alignment film in a certain direction, 2107 a resin film, and 2108 a ferroelectric liquid crystal material. Here, the liquid crystal material 2108 is uniaxially aligned according to the alignment means 2106. Translucent substrate 21
01, 2102, polarizing plates 2109, 2110
Is provided.
【0129】上記構成において用いる一軸配向処理法
は、従来のものと同様に有機高分子等からなる配向膜を
ラビング処理したものを用いることが可能である。ま
た、ラビング条件も従来のものと同様に布などを巻いた
ローラーにより前記配向膜上を一方向に擦る。また配向
膜は両側の基板ともに形成しても、一方の基板のみに形
成してもよい。その他の一軸配向方法として、磁場配向
法、ずり応力法、温度勾配法、斜方蒸着法など、様々な
配向方法が使用できる。As the uniaxial alignment treatment method used in the above configuration, it is possible to use a method in which an alignment film made of an organic polymer or the like is subjected to a rubbing treatment as in the conventional method. As for the rubbing conditions, the alignment film is rubbed in one direction by a roller wrapped with a cloth or the like as in the conventional case. The alignment film may be formed on both substrates or on only one of the substrates. As other uniaxial orientation methods, various orientation methods such as a magnetic field orientation method, a shear stress method, a temperature gradient method, and an oblique deposition method can be used.
【0130】この液晶電気光学装置を作製するには、ス
ペーサー(図示せず)によって基板間隔が決められた、
電極2103、2104を有する一組の透光性基板21
01、2102で液晶材料と反応開始剤を添加した未硬
化の樹脂との混合物を挟持させ、前記液晶材料を一軸配
向させる。しかる後に、液晶材料中に混入させた未硬化
樹脂を硬化するための手段を施すことにより、前記未硬
化樹脂が液晶材料に接する配向手段や電極の表面に被膜
となって硬化し、樹脂膜2107となる。また樹脂は基
板間にカラム状に硬化するものもある(図示せず)。To manufacture this liquid crystal electro-optical device, the distance between the substrates was determined by spacers (not shown).
A set of translucent substrates 21 having electrodes 2103 and 2104
In steps 01 and 2102, a mixture of a liquid crystal material and an uncured resin to which a reaction initiator has been added is sandwiched to uniaxially align the liquid crystal material. Thereafter, by applying a means for curing the uncured resin mixed in the liquid crystal material, the uncured resin is cured as a coating on the surface of the alignment means and the electrodes in contact with the liquid crystal material, and the resin film 2107 is cured. Becomes Some resins are cured in a column shape between the substrates (not shown).
【0131】この時、液晶材料が配向手段に従って配列
した後に樹脂を硬化させるため、硬化前の良好な配向状
態を保ったまま、配向膜上に樹脂を薄膜状に硬化させる
ことができる。その結果硬化後の樹脂が液晶材料の配向
に悪影響を及ぼすことはなく、配向欠陥の発生を防ぐこ
とができ、コントラストの低下を防止する。At this time, since the resin is cured after the liquid crystal material is aligned according to the alignment means, the resin can be cured in a thin film on the alignment film while maintaining a good alignment state before curing. As a result, the cured resin does not adversely affect the alignment of the liquid crystal material, it is possible to prevent the occurrence of alignment defects, and to prevent a decrease in contrast.
【0132】上記の構成において用いる樹脂材料は、高
温状態で液晶材料との混合状態を呈し、温度が低下した
状態では液晶材料と分離するものであることが望まし
い。また、2枚の基板間に挟持された状態で樹脂を硬化
するために未硬化の樹脂には溶媒が含まれていないこと
が極めて望ましい。さらに、液晶材料と樹脂の分離や液
晶材料の配向状態の形成は温度に依存するところが大き
いため、樹脂は温度とは別の因子で硬化する方が望まし
い。そうした事柄を考慮すると、例えば未硬化樹脂とし
て紫外線硬化型樹脂、硬化手段として紫外線を用いるこ
とが好ましい。さらに、樹脂は注入のときに分離しにく
いように液晶材料との相溶性が高い方が望ましく、樹脂
中のモノマー量が重量比で60%以上、望ましくは80
%以上であることが望ましい。It is desirable that the resin material used in the above-described structure exhibits a mixed state with the liquid crystal material at a high temperature and separates from the liquid crystal material at a low temperature. Further, in order to cure the resin while being sandwiched between two substrates, it is extremely desirable that the uncured resin contains no solvent. Further, since the separation of the liquid crystal material from the resin and the formation of the alignment state of the liquid crystal material largely depend on the temperature, it is preferable that the resin is cured by a factor different from the temperature. Considering such matters, it is preferable to use, for example, an ultraviolet-curable resin as the uncured resin and an ultraviolet ray as the curing means. Further, it is desirable that the resin has high compatibility with the liquid crystal material so that it is difficult to separate at the time of injection, and the amount of the monomer in the resin is 60% or more by weight, preferably 80%.
% Is desirable.
【0133】本発明者らは、前記した如く、基板または
基板上の配向膜や電極の上に、強誘電性または反強誘電
性の液晶材料が接する樹脂膜を設けることで、ネマチッ
ク液晶材料を用いた装置のような、ドメインが発生せ
ず、電界強度により一様に階調が変化するスイッチング
状態(ドメインレススイッチング)が得られることを発
見した。As described above, the present inventors have provided a resin film in contact with a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material on a substrate or an alignment film or an electrode on the substrate, so that a nematic liquid crystal material is formed. It was discovered that a switching state (domainless switching) in which no domain is generated and the gradation changes uniformly depending on the electric field intensity, as in the device used, was obtained.
【0134】上記本発明構成により、電界が印加されて
いる領域全体の液晶材料がドメインの発生を伴わずに、
一様に電界の強度に応じて透過光量が連続的に変化する
スイッチングが得られた。作製においても、従来の表面
安定型の装置とほとんど同様の工程で作製でき、高い生
産性を有する。According to the configuration of the present invention, the liquid crystal material in the entire region to which the electric field is applied is not affected by the generation of the domain,
Switching in which the amount of transmitted light changes continuously according to the strength of the electric field is obtained. Also in the production, it can be produced in almost the same steps as the conventional surface stable type apparatus, and has high productivity.
【0135】また、液晶分子の応答性が改善され、液晶
材料を駆動した場合従来双安定型ではドメインを伴った
スイッチングのため明暗間の反転状態が2段階となって
いたものが1段階で済み、応答の急峻性が大幅に向上し
た。In addition, when the responsiveness of liquid crystal molecules is improved and the liquid crystal material is driven, in the conventional bistable type, switching between light and dark was performed in two stages due to switching with domains. The steepness of the response was greatly improved.
【0136】更に、上記本発明構成ではスイッチング時
のしきい値が従来の双安定型の装置に比較して低下し
た。このため、従来の双安定型の装置に比較して低電圧
駆動を行うことが可能となった。Further, in the configuration of the present invention, the threshold value at the time of switching is lower than that of the conventional bistable device. For this reason, it has become possible to perform low-voltage driving as compared with a conventional bistable device.
【0137】また、本発明者らは、液晶材料中に未硬化
の樹脂を混入して基板間に注入した後、硬化させること
で液晶層(材料)内に存在する液晶の状態を不安定にす
る不所望な電荷の作用を除去できることを発見した。Further, the present inventors mixed the uncured resin into the liquid crystal material, injected the mixture between the substrates, and then cured to make the state of the liquid crystal present in the liquid crystal layer (material) unstable. It has been found that unwanted charge effects can be eliminated.
【0138】この作用としては、前記の不所望な電荷を
樹脂材料が硬化する際に樹脂中に取り込む、あるいは未
硬化樹脂中に一般的に混入されている反応開始剤が液晶
材料中に拡散し、樹脂硬化時に開裂して電荷を発生し前
記の不所望な電荷がそれに吸着したり、結合したりす
る、等が考えられる。The effect is as follows. When the resin material is cured, the unwanted charges are taken into the resin, or the reaction initiator generally mixed in the uncured resin diffuses into the liquid crystal material. It is conceivable that the resin is cleaved when the resin is cured to generate an electric charge, and the undesired electric charge is adsorbed or bonded to the electric charge.
【0139】上記本発明により従来問題となっていた電
荷の移動や配向膜液晶界面での電荷の蓄積がなくなる。
よって、電極間に対し電圧を印加した時には、急峻に自
発分極が反転し、かつ十分に反転しきる。また反転後の
表示状態の経時変化も除去できた。また、基板上に吸着
される液晶分子がなくなるために電極間の液晶層全体が
電圧印加より同時に状態変化を起こすこととなり、より
安定な光学特性が得られる。したがって高速かつ高コン
トラスト比を有する表示が実現できる。According to the present invention, the transfer of charges and the accumulation of charges at the liquid crystal interface of the alignment film, which have been problems in the prior art, are eliminated.
Therefore, when a voltage is applied between the electrodes, the spontaneous polarization is sharply inverted and sufficiently inverted. Further, the change with time of the display state after the reversal could be removed. Further, since no liquid crystal molecules are adsorbed on the substrate, the entire liquid crystal layer between the electrodes undergoes a state change simultaneously with the application of a voltage, and more stable optical characteristics can be obtained. Therefore, a display having a high speed and a high contrast ratio can be realized.
【0140】本発明構成においては、液晶材料が双安定
性を有してないが、アクティブマトリクス駆動を行なう
ため、液晶材料自体の双安定性は必要ない。またこれに
よって電界強度により階調表示が可能となっている。し
たがって、本発明によって、高速かつ高コントラストな
階調表示を、フレーム階調による中間調とドメインレス
スイッチングによる電界による中間調を共に実現するこ
とができ、それぞれ独立して用いても良いし、また両者
を組み合わせることで非常に高速かつ多階調表示で高画
質な液晶電気光学装置とすることもできる。In the structure of the present invention, the liquid crystal material does not have bistability. However, since active matrix driving is performed, the liquid crystal material itself does not need to have bistability. In addition, this makes it possible to perform gradation display by electric field intensity. Therefore, according to the present invention, a high-speed and high-contrast gray scale display can be realized with both a halftone based on a frame gray scale and a halftone based on an electric field based on domain-less switching. By combining both, a liquid crystal electro-optical device with very high speed, multi-gradation display and high image quality can be obtained.
【0141】本発明の装置において、画素部分一面に渡
って透過光量が一様に変化する場合の他に、使用する液
晶あるいは樹脂材料や樹脂硬化条件等、作製条件によっ
ては透過光量の一様な変化とともに微小な領域における
ドメイン発生(反転)が混在した状態が生じる場合もあ
る。In the device of the present invention, in addition to the case where the amount of transmitted light uniformly changes over the entire surface of the pixel portion, the amount of transmitted light is uniform depending on the manufacturing conditions such as the liquid crystal or resin material used and the resin curing conditions. In some cases, a state in which domain generation (inversion) in a minute region is mixed with the change may occur.
【0142】また、樹脂硬化後液晶材料をN* 相もしく
はSmA相に示す温度まで上昇させ、その温度で10m
in以上望ましくは10〜30minの間一定に保持
し、その後再び室温まで徐冷する。この方法により液晶
材料の配向状態をより向上させることが出来る。After the resin is cured, the liquid crystal material is heated to a temperature indicated by the N * phase or the SmA phase, and the temperature is increased by 10 m.
The temperature is kept constant for at least 10 minutes, preferably 10 to 30 minutes, and then gradually cooled to room temperature again. With this method, the alignment state of the liquid crystal material can be further improved.
【0143】また、液晶材料中に添加する樹脂材料の濃
度等により、2枚の基板間で前記樹脂がカラム状(柱
状)に析出し、装置内に点在して形成される場合もあ
る。これは、表示装置を大面積化する場合等、基板間隔
を一定に保つ必要がある時に有用な方法となる。Further, depending on the concentration of the resin material added to the liquid crystal material or the like, the resin may be deposited in columns (columns) between the two substrates and may be formed scattered in the device. This is a useful method when it is necessary to keep the substrate interval constant, for example, when increasing the area of a display device.
【0144】このカラム状の樹脂により基板間隔の拡
大、減少を防ぎ、また基板の強度を向上させて歪みの発
生を防ぐことができ、液晶の層構造の崩れや表示ムラ等
の発生を抑え、装置を立てて使用することも可能となっ
た。また配向の乱れも発生させない。よって大面積の強
誘電性液晶を用いた液晶電気光学装置を実現できる。The columnar resin can prevent the distance between the substrates from being enlarged or reduced, and can also improve the strength of the substrate to prevent the occurrence of distortion, thereby suppressing the collapse of the liquid crystal layer structure and the occurrence of display unevenness. The device can be used upright. In addition, no disorder in alignment is generated. Therefore, a liquid crystal electro-optical device using a large-area ferroelectric liquid crystal can be realized.
【0145】この樹脂分離析出後の装置表示部分を基板
面から見た場合、カラム状に硬化した樹脂の占める面積
の割合は0.1から20%であれば、液晶電気光学装置
として十分な性能が得られる。When the device display portion after the resin separation and deposition is viewed from the substrate surface, if the ratio of the area occupied by the resin cured in a column shape is 0.1 to 20%, sufficient performance as a liquid crystal electro-optical device is obtained. Is obtained.
【0146】本発明は上記構成により、液晶層内の不所
望な電荷を取り除いて高速、高コントラストな強誘電性
液晶を用いた液晶電気光学装置を実現し、高品質なフレ
ーム階調を利用したデジタル階調が可能となる。According to the present invention, a liquid crystal electro-optical device using a high-speed, high-contrast ferroelectric liquid crystal by removing undesired charges in the liquid crystal layer is realized by the above-described structure, and a high-quality frame gradation is used. Digital gradation becomes possible.
【0147】また、電界強度による階調表示も容易に行
なうことができ、フレーム階調と合わせて非常に高い階
調数で、優れた階調表示を行なうことも可能となる。Further, gray scale display by electric field strength can be easily performed, and excellent gray scale display can be performed with a very high gray scale number together with the frame gray scale.
【0148】加えて本発明の液晶電気光学装置は、強誘
電性液晶材料が高速にスイッチングする電圧を従来の双
安定型の装置と比較して大幅に低電圧化でき、低消費電
力化できる。In addition, in the liquid crystal electro-optical device of the present invention, the voltage at which the ferroelectric liquid crystal material switches at high speed can be significantly reduced as compared with the conventional bistable type device, and the power consumption can be reduced.
【0149】さらに樹脂により基板間隔の拡大を防止し
大面積化しても液晶材料の層構造の破壊がない液晶電気
光学装置を実現するものである。Further, the present invention realizes a liquid crystal electro-optical device in which the layer structure of the liquid crystal material is not destroyed even when the area between the substrates is increased and the area is increased by using a resin.
【0150】なお、不所望な電荷の作用を除去する働き
は、市販の樹脂においては通常添加されている反応開始
剤のみを液晶材料中に混入した後、紫外線等で開裂させ
ても得られた。また樹脂中に添加する反応開始剤量を変
化させても、樹脂を樹脂材料(モノマーやオリゴマー)
と反応開始剤に分割しておいて、別々に混合しても構わ
ない。The function of removing the effect of the undesired charges was also obtained by mixing only the reaction initiator usually added to the liquid crystal material in a commercially available resin and then cleaving it with ultraviolet rays or the like. . In addition, even if the amount of the reaction initiator added to the resin is changed, the resin is converted into a resin material (monomer or oligomer).
And the reaction initiator may be divided and mixed separately.
【0151】〔複数の凸部によるドメインレススイッチ
ング〕また、本発明の他の主要な構成は、相対向する一
対の基板と、前記一対の基板の間に挟持された、螺旋構
造が抑制されかつ一軸配向している強誘電性または反強
誘電性の液晶材料と、前記一対の基板に設けられた、前
記強誘電性または反強誘電性の液晶材料に対して電圧を
印加する電極と、前記強誘電性または反強誘電性の液晶
材料が接する表面に設けられた、複数の凸部と、を有す
ることを特徴とする液晶電気光学装置である。[Domain-less Switching by a Plurality of Convex Portions] In another main structure of the present invention, a spiral structure sandwiched between a pair of substrates facing each other and the pair of substrates is suppressed. A uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, and an electrode provided on the pair of substrates, for applying a voltage to the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, A liquid crystal electro-optical device comprising: a plurality of projections provided on a surface in contact with a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material.
【0152】また、本発明の他の主要な構成は、相対向
する一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持された、
螺旋構造が抑制されかつ一軸配向している強誘電性また
は反強誘電性の液晶材料と、前記一対の基板に設けられ
た、前記強誘電性または反強誘電性の液晶材料に対して
電圧を印加する電極と、前記強誘電性液晶または反強誘
電性液晶が接する表面に設けられた、樹脂材料より構成
された複数の凸部と、を有することを特徴とする液晶電
気光学装置である。Further, another main structure of the present invention comprises a pair of opposing substrates and a pair of substrates sandwiched between the pair of substrates.
A voltage is applied to the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material in which the helical structure is suppressed and uniaxially oriented, and the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material provided on the pair of substrates. A liquid crystal electro-optical device, comprising: an electrode to be applied; and a plurality of protrusions made of a resin material provided on a surface where the ferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal contacts.
【0153】また、本発明の他の主要な構成は、相対向
する一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持された、
螺旋構造が抑制されかつ一軸配向している強誘電性また
は反強誘電性の液晶材料と、前記一対の基板に設けられ
た、前記強誘電性または反強誘電性の液晶材料に対して
電圧を印加する電極と、前記強誘電性または反強誘電性
の液晶材料が接する表面に設けられた、樹脂材料より構
成された、直径約500nm以下の複数の凸部と、を有
することを特徴とする液晶電気光学装置である。Another main structure of the present invention is that a pair of substrates facing each other and a pair of substrates sandwiched between the pair of substrates are provided.
A voltage is applied to the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material in which the helical structure is suppressed and uniaxially oriented, and the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material provided on the pair of substrates. An electrode to be applied, and a plurality of projections having a diameter of about 500 nm or less and made of a resin material provided on a surface in contact with the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material. This is a liquid crystal electro-optical device.
【0154】また、本発明の他の主要な構成は、相対向
する一対の透光性基板と、前記一対の透光性基板の一方
の透光性基板の内側表面に設けられたストライプ状の複
数の電極と、前記一対の透光性基板の他方の透光性基板
の内側表面に設けられた、前記ストライプ状の複数の電
極と直交するストライプ状の複数の電極と、前記一対の
透光性基板の外側表面に設けられた偏光板と、前記一対
の透光性基板の間に挟持された、螺旋構造が抑制されか
つ一軸配向している強誘電性または反強誘電性の液晶材
料と、前記強誘電性または反強誘電性の液晶材料が接す
る表面に設けられた、樹脂材料より構成された複数の凸
部と、を有することを特徴とする液晶電気光学装置であ
る。Further, another main structure of the present invention comprises a pair of opposing light-transmitting substrates, and a stripe-shaped substrate provided on the inner surface of one of the pair of light-transmitting substrates. A plurality of electrodes, a plurality of stripe-shaped electrodes provided on an inner surface of the other light-transmitting substrate of the pair of light-transmitting substrates, and the plurality of stripe-shaped electrodes orthogonal to the plurality of stripe-shaped electrodes, and the pair of light-transmitting substrates A polarizing plate provided on the outer surface of the transparent substrate, and a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material sandwiched between the pair of translucent substrates, the helical structure of which is suppressed and uniaxially oriented; And a plurality of protrusions made of a resin material provided on a surface in contact with the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material.
【0155】また、本発明の他の主要な構成は、相対向
する一対の透光性基板と、前記一対の透光性基板の一方
の透光性基板の内側表面に設けられた、複数のスイッチ
ング素子および該スイッチング素子に接続された画素電
極と、前記一対の透光性基板の他方の透光性基板の内側
表面に設けられた対向電極と、前記一対の透光性基板の
外側表面に設けられた偏光板と、前記一対の透光性基板
の間に挟持された、螺旋構造が抑制されかつ一軸配向し
ている強誘電性または反強誘電性の液晶材料と、前記強
誘電性または反強誘電性の液晶材料が接する表面に設け
られた、樹脂材料より構成された複数の凸部と、を有す
ることを特徴とする液晶電気光学装置である。Further, another main structure of the present invention comprises a pair of opposing light-transmitting substrates and a plurality of light-transmitting substrates provided on the inner surface of one of the pair of light-transmitting substrates. A switching element and a pixel electrode connected to the switching element, a counter electrode provided on the inner surface of the other light-transmitting substrate of the pair of light-transmitting substrates, and an outer electrode of the pair of light-transmitting substrates. The polarizing plate provided, sandwiched between the pair of light-transmitting substrates, a helical structure is suppressed and a uniaxially oriented ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material, and the ferroelectric or A liquid crystal electro-optical device comprising: a plurality of protrusions made of a resin material provided on a surface in contact with an antiferroelectric liquid crystal material.
【0156】また、本発明の他の構成は、上記液晶電気
光学装置において、樹脂材料は、紫外線硬化型であるこ
とを特徴とする液晶電気光学装置である。Another structure of the present invention is the above-mentioned liquid crystal electro-optical device, wherein the resin material is an ultraviolet curing type.
【0157】また、本発明の他の主要な構成は、内側表
面に電極を有する一対の透光性基板間に、強誘電性また
は反強誘電性の液晶材料と、含有するモノマーの量が4
0重量%以上である未硬化の樹脂材料との混合物を満た
す工程と、前記未硬化の樹脂材料を前記混合物から析出
させる工程と、前記液晶材料を配向させる工程と、前記
未硬化の樹脂材料を硬化させる工程と、を有することを
特徴とする液晶電気光学装置の作製方法である。Further, another main structure of the present invention resides in that a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material and an amount of monomer contained between a pair of translucent substrates each having an electrode on the inner surface thereof.
A step of filling a mixture with an uncured resin material that is 0% by weight or more, a step of depositing the uncured resin material from the mixture, a step of aligning the liquid crystal material, and a step of: Curing the liquid crystal electro-optical device.
【0158】また、本発明の他の主要な構成は、内側表
面に電極を有する一対の透光性基板間に、強誘電性また
は反強誘電性の液晶材料と、含有するモノマーの量が6
0〜90重量%である未硬化の樹脂材料との混合物を満
たす工程と、前記未硬化の樹脂材料を前記混合物から析
出させる工程と、前記液晶材料を配向させる工程と、前
記未硬化の樹脂材料を硬化させる工程と、を有すること
を特徴とする液晶電気光学装置の作製方法である。Another main structure of the present invention resides in that a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material and a contained monomer amount of 6 are provided between a pair of translucent substrates having electrodes on the inner surface.
A step of filling the mixture with 0 to 90% by weight of an uncured resin material, a step of depositing the uncured resin material from the mixture, a step of aligning the liquid crystal material, and a step of aligning the uncured resin material. And a step of curing the liquid crystal electro-optical device.
【0159】また、本発明の他の主要な構成は、内側表
面に電極を有する一対の透光性基板間に、強誘電性また
は反強誘電性の液晶材料と未硬化の樹脂材料との混合物
であって、前記未硬化の樹脂材料に含有されるモノマー
量が、前記混合物の2.0重量%以上であるものを満た
す工程と、前記未硬化の樹脂材料を前記混合物から析出
させる工程と、前記液晶材料を配向させる工程と、前記
未硬化の樹脂材料を硬化させる工程と、を有することを
特徴とする液晶電気光学装置の作製方法である。Further, another main structure of the present invention is that a mixture of a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material and an uncured resin material is provided between a pair of translucent substrates having electrodes on the inner surface. A step of satisfying the amount of monomer contained in the uncured resin material that is 2.0% by weight or more of the mixture; and a step of precipitating the uncured resin material from the mixture. A method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device, comprising: a step of aligning the liquid crystal material; and a step of curing the uncured resin material.
【0160】また、本発明の他の構成は、上記液晶電気
光学装置の作製方法において、未硬化の樹脂材料は紫外
線硬化型であり、未硬化の樹脂材料を硬化させる工程は
紫外線照射であることを特徴とする液晶電気光学装置の
作製方法である。Further, according to another structure of the present invention, in the above-described method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device, the uncured resin material is an ultraviolet-curable type, and the step of curing the uncured resin material is performed by irradiating ultraviolet rays. A method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device.
【0161】上記本発明の基本的な構成を図21を用い
て説明する。ここでは単純マトリクス型の液晶電気光学
装置の例を示す。電極3112、3113を有する透光
性基板3111、3110上に、ここでは液晶分子を一
軸配向させるための配向手段3114、3115が、少
なくとも一方の基板面上に形成されている。この基板間
隔はスペーサー3118で均一に制御されている。基板
間隔は、液晶分子の螺旋構造を抑制するに十分な狭さと
なっている。また両基板をシール剤3119で固定して
いる。この基板間に液晶材料3116を挟持させる。液
晶材料3116は配向手段3114、3115に従って
一軸配向している。The basic configuration of the present invention will be described with reference to FIG. Here, an example of a simple matrix type liquid crystal electro-optical device is shown. On the light-transmitting substrates 3111 and 3110 having the electrodes 3112 and 3113, alignment means 3114 and 3115 for uniaxially aligning liquid crystal molecules are formed on at least one substrate surface. The distance between the substrates is uniformly controlled by the spacer 3118. The distance between the substrates is narrow enough to suppress the helical structure of the liquid crystal molecules. Both substrates are fixed with a sealant 3119. A liquid crystal material 3116 is held between the substrates. The liquid crystal material 3116 is uniaxially aligned according to the alignment means 3114 and 3115.
【0162】一方、液晶材料の表面に接して複数の微細
な凸部3117が、ここでは主に配向手段3114、3
115上に形成されている。凸部3117は樹脂により
構成されている。また、透光性基板の外側表面には偏光
板3120、3121を設けている。配向手段がどちら
か一方の基板側のみに形成されている場合、凸部311
7は、例えば配向手段3114と透光性基板3111あ
るいはこの基板上の電極3113上に形成される。また
液晶材料に接して一方または双方の基板上に絶縁膜また
は強誘電体薄膜等を設けた場合、それらの上に凸部31
17が形成される。On the other hand, a plurality of fine projections 3117 are mainly in contact with the surface of the liquid crystal material.
115 is formed. The protrusion 3117 is made of resin. Further, polarizing plates 3120 and 3121 are provided on the outer surface of the light-transmitting substrate. When the alignment means is formed only on one of the substrates, the convex 311
7 is formed on the alignment means 3114 and the translucent substrate 3111 or the electrode 3113 on this substrate, for example. When an insulating film or a ferroelectric thin film is provided on one or both substrates in contact with the liquid crystal material, the projections 31
17 are formed.
【0163】一軸配向方法としては、配向膜を用いたラ
ビング法の他に磁場配向法、ずり応力法、温度勾配法、
斜方蒸着方等、様々な方法が使用できる。As the uniaxial orientation method, in addition to the rubbing method using an orientation film, a magnetic field orientation method, a shear stress method, a temperature gradient method,
Various methods such as oblique evaporation can be used.
【0164】上記液晶電気光学装置を作製するには、強
誘電性液晶または反強誘電性液晶に未硬化の樹脂を混合
し、等方相まで加熱してよく混合し、この混合物を、基
板間に注入し、再度液晶がSmC* 相(通常は室温)を
示すまで冷却する。この過程で液晶は一軸配向手段の配
向規制力に従って配向し、偏光顕微鏡下で良好な消光位
を確認できる。樹脂は混合物中から液晶分子間または層
と層の間に排斥される形で分離析出してくる。ほぼ完全
に樹脂が液晶から分離したら硬化させて、液晶に不溶と
する。これら樹脂は液晶の配向に伴って排斥され、分離
析出した形なので当然液晶の配向を乱すことはない。In order to manufacture the above liquid crystal electro-optical device, an uncured resin is mixed with a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, and the mixture is heated to an isotropic phase and mixed well. And cooled again until the liquid crystal shows a SmC * phase (usually at room temperature). In this process, the liquid crystal is aligned according to the alignment regulating force of the uniaxial alignment means, and a good extinction position can be confirmed under a polarizing microscope. The resin separates and precipitates from the mixture in a form rejected between liquid crystal molecules or between layers. When the resin is almost completely separated from the liquid crystal, it is cured and made insoluble in the liquid crystal. Since these resins are rejected with the orientation of the liquid crystal and separated and precipitated, they do not naturally disturb the orientation of the liquid crystal.
【0165】樹脂硬化後の基板上を、液晶材料を蒸発さ
せた後にSEM(走査型電子顕微鏡)にて観察すると、
高さ数10nm程度、直径数10〜数100nm、約5
00nm以下の、樹脂により構成された複数の微細な凸
部が多数確認できる。凸部は全体的に均一に表面上に分
散して存在し、部分的に複数の凸部が連なっているとこ
ろもある。When the liquid crystal material is evaporated on the substrate after the resin is cured, the substrate is observed by SEM (scanning electron microscope).
Approximately several tens nm in height, several tens of nanometers in diameter, about 5
A large number of a plurality of fine projections made of resin and having a size of 00 nm or less can be confirmed. The projections are distributed uniformly on the surface as a whole, and in some cases, a plurality of projections are partially connected.
【0166】このようにして、液晶材料が接する面、す
なわち、基板、透光性基板、配向膜、絶縁膜等の表面上
に、複数の微細な凸部を有せしめることができる。In this manner, a plurality of fine projections can be formed on the surface in contact with the liquid crystal material, that is, on the surface of a substrate, a light-transmitting substrate, an alignment film, an insulating film, or the like.
【0167】そして、このような構成を有する液晶電気
光学装置に対し、印加電圧を制御して、ドメインが発生
せず、透過光量を連続的に変化するスイッチングが可能
になり、中間調を得ることができる。また同一の電圧が
印加される領域内、例えば1画素内においては、ほぼ一
様な階調が得られる。偏光顕微鏡によりスイッチング状
態を観察しても、少なくとも視覚的にはドメインの存在
は確認されない。In the liquid crystal electro-optical device having such a configuration, by controlling the applied voltage, it is possible to perform switching in which a domain is not generated and the amount of transmitted light is continuously changed to obtain a halftone. Can be. In a region to which the same voltage is applied, for example, in one pixel, a substantially uniform gradation is obtained. Even if the switching state is observed with a polarizing microscope, the existence of the domain is not confirmed at least visually.
【0168】ここで使用する樹脂としては様々なものが
利用できる。液晶が熱により層変形を起こすこと、液晶
と樹脂を分離しなくてはならないことなどを考えると、
熱以外の因子で硬化する樹脂を用いることが望ましい。
例えば紫外線照射により硬化する、紫外線硬化型樹脂は
極めて好ましい。Various resins can be used here. Considering that the liquid crystal undergoes layer deformation due to heat and that the liquid crystal and resin must be separated,
It is desirable to use a resin that is cured by factors other than heat.
For example, an ultraviolet curable resin that is cured by irradiation with ultraviolet light is extremely preferable.
【0169】また樹脂により構成される微細な凸部を作
製するためには、使用する樹脂は低粘度で液晶の配向に
沿いやすいものがよく、分子量にもよるが低分子樹脂
(以下モノマーという)を多く含んでいるほうが望まし
い。In order to produce fine projections composed of a resin, it is preferable that the resin used has a low viscosity and easily conforms to the alignment of liquid crystal. Depending on the molecular weight, a low-molecular resin (hereinafter referred to as a monomer) may be used. It is desirable to include a lot of
【0170】通常、樹脂はモノマーとオリゴマー(高分
子樹脂)および反応開始剤により構成される。この樹脂
を液晶材料に0.1〜20%程度好ましくは1〜10%
程度混入する。Usually, the resin is composed of a monomer and an oligomer (polymer resin) and a reaction initiator. About 0.1 to 20%, preferably 1 to 10% of this resin is added to the liquid crystal material.
To some extent.
【0171】モノマーの量は、液晶材料と樹脂材料との
混合物に対し2重量%以上有するように樹脂材料の組成
を構成し、液晶材料に混入することが望ましい。またモ
ノマーの量は、樹脂材料の40重量%以上、好ましくは
60〜90重量%となるように、樹脂材料の組成を構成
し、液晶材料に混入することが望ましい。It is desirable that the composition of the resin material is constituted so that the amount of the monomer is at least 2% by weight based on the mixture of the liquid crystal material and the resin material, and the monomer is mixed into the liquid crystal material. Further, it is desirable that the composition of the resin material is constituted so that the amount of the monomer is 40% by weight or more, preferably 60 to 90% by weight of the resin material, and is mixed into the liquid crystal material.
【0172】モノマー量が少ないと、形成される凸部の
数が少なくなり、ドメインの発生を伴わなずに透過光量
が連続的に変化するスイッチングと、ドメインが発生す
る明暗2状態のスイッチングとが混在、または後者のス
イッチングのみとなりやすく、逆にモノマー量が多い
と、スイッチングはドメインの発生を伴わない透過光量
が連続的に変化するものとなるが、コントラスト比等の
光学特性が低下する傾向がある。また、モノマーはアク
リル系のものが好ましい。When the amount of the monomer is small, the number of convex portions formed is reduced, and switching in which the amount of transmitted light continuously changes without generation of a domain and switching in a two-state light and dark state in which a domain occurs are realized. If the amount of monomer is large, conversely, if the amount of monomer is large, the amount of transmitted light will change continuously without the generation of domains, but optical characteristics such as the contrast ratio will tend to decrease. is there. The monomer is preferably an acrylic monomer.
【0173】樹脂の組成をこのようにすることで、作製
された液晶電気光学装置は、基板上または基板上の電
極、配向膜等の表面上に、高さ数10nm、直径数10
〜数100nm、約500nm以下の凸部が形成され
る。By making the composition of the resin in this manner, the manufactured liquid crystal electro-optical device has a height of 10 nm and a diameter of 10 nm on a substrate or a surface of an electrode, an alignment film or the like on the substrate.
A projection of about 100 nm or less, about 500 nm or less is formed.
【0174】また、基板間に樹脂がカラム状(柱状)に
形成される場合もある。これは、両基板を接着して基板
間隔定の拡大を防ぐ機能を有し、基板間隔を一定に保つ
必要がある時に有用で、基板の大面積化を容易にする。In some cases, the resin is formed between the substrates in a column shape (column shape). This has a function of bonding the two substrates to prevent an increase in the distance between the substrates, is useful when it is necessary to keep the distance between the substrates constant, and facilitates increasing the area of the substrates.
【0175】更に、樹脂硬化後液晶材料をN* 層もしく
はSmA層を示す温度まで上昇させ、その温度で10分
以上望ましくは10〜30分の間一定に保持し、その後
再び室温まで冷却すると、液晶材料の配向状態が向上す
ることがある。Further, after the resin is cured, the liquid crystal material is raised to a temperature at which the N * layer or the SmA layer is shown, and is kept at that temperature for at least 10 minutes, preferably for 10 to 30 minutes, and then cooled to room temperature again. The alignment state of the liquid crystal material may be improved.
【0176】また、本発明の液晶電気光学装置におい
て、各画素に薄膜トランジスタや薄膜ダイオード等のス
イッチング素子を有するアクティブマトリクス駆動型の
構成を有せしめることは極めて有効である。In the liquid crystal electro-optical device of the present invention, it is extremely effective to provide an active matrix drive type configuration in which each pixel has a switching element such as a thin film transistor or a thin film diode.
【0177】上記構成とすることで、強誘電性液晶また
は反強誘電性液晶を用いた液晶電気光学装置において透
過光量の連続的な変化をさせ、中間調を得られるが、そ
の理由としては、前述した配向膜のアンカリング力の低
下の他に、以下のように考えることもできる。With the above-described structure, in a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, the amount of transmitted light can be continuously changed to obtain a halftone. In addition to the decrease in the anchoring force of the alignment film described above, the following can be considered.
【0178】従来の強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を用いた液晶電気光学装置におけるスイッチングの様子
を偏光顕微鏡下で観察すると、次第に高い電圧を印加す
ることで、明状態の中に暗状態のドメインが、または暗
状態の中に明状態のドメインが多数箇所で出現し、次第
に各々の面積が大きくなっていく(以下成長するとい
う)ことが分かる。すなわち、強誘電性液晶または反強
誘電性液晶のスイッチングは、まず1部分の液晶分子が
反転するとそれがきっかけとなり、その液晶分子の周囲
に存在する液晶分子が次々に反転してゆく連鎖反応的な
スイッチングとなる。Observation of the state of switching in a conventional liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal under a polarizing microscope reveals that by gradually applying a higher voltage, a dark state becomes a bright state. It can be seen that there are many domains in the dark state or domains in the light state in the dark state at many places, and the area of each domain gradually increases (hereinafter, referred to as growth). In other words, the switching of the ferroelectric liquid crystal or the antiferroelectric liquid crystal is triggered by the inversion of a part of the liquid crystal molecules, and a chain reaction in which the liquid crystal molecules existing around the liquid crystal molecules are inverted one after another. Switching.
【0179】一方、本発明の如く基板上に複数の微細な
凸部を設けると、これらは、層と層または隣接する液晶
分子間に液晶分子の配向を乱さない程度の大きさ、形状
で存在している。このような本発明のような凸部がある
と、一部分の液晶分子が反転して、連鎖反応的に隣合っ
た液晶分子が反転するが、その反転の連鎖は凸部により
断じられ、周辺の液晶分子のさらなる反転を誘引しなく
なるのではないかと考える。On the other hand, when a plurality of fine protrusions are provided on the substrate as in the present invention, these are present in a size and shape that do not disturb the orientation of liquid crystal molecules between layers or between adjacent liquid crystal molecules. doing. When there is such a convex portion as in the present invention, a part of the liquid crystal molecules is inverted, and the adjacent liquid crystal molecules are inverted in a chain reaction. It is thought that the liquid crystal molecules will not induce further inversion.
【0180】すなわち、これら基板上の凸部は、隣合っ
た液晶分子が連鎖反応的に反転することを防ぎ、その結
果液晶分子または極めて微細なドメインが、その周囲の
液晶分子の反転を誘引せずに、各々独立して反転してい
ると考えられる。That is, the projections on these substrates prevent the adjacent liquid crystal molecules from inverting in a chain reaction, so that the liquid crystal molecules or extremely fine domains induce the inversion of the liquid crystal molecules around them. However, it is considered that each is inverted independently.
【0181】よって、特定領域内例えば1画素領域内に
おいて、特定の印加電圧に対し、明状態、暗状態を呈し
た極微細な領域が特定の割合で現れ、ドメインを発生さ
せずに印加電圧により透過光量が連続的に変化し、中間
調が得られると思われる。Therefore, in a specific region, for example, in one pixel region, a very fine region exhibiting a bright state and a dark state appears at a specific ratio with respect to a specific applied voltage, and the applied voltage is applied without generating a domain. It is considered that the amount of transmitted light changes continuously, and a halftone is obtained.
【0182】本発明の液晶電気光学装置のスイッチング
を偏光顕微鏡下で観察すると、印加電圧値を変化させる
ことによって、電圧を印加した領域全面が明状態から暗
状態へ、または暗状態から明状態へとドメインが発生せ
ず、一様かつ連続的に透過光量が変化するようになった
ことが確認できた。When the switching of the liquid crystal electro-optical device of the present invention is observed under a polarizing microscope, by changing the applied voltage value, the entire surface of the region to which the voltage is applied changes from a bright state to a dark state or from a dark state to a bright state. No domain was generated, and it was confirmed that the transmitted light amount changed uniformly and continuously.
【0183】上記本発明の液晶電気光学装置は、このよ
うに電圧印加領域内たとえば1画素内において、印加電
圧値にともない透過光量が連続的かつ一様に変化する。
したがって、従来の面積階調法や画素分割法に比較し
て、階調を得るために必要な面積は極めて小さくでき、
高分解能、かつ多階調な液晶電気光学装置とすることが
できる。In the liquid crystal electro-optical device according to the present invention, the amount of transmitted light changes continuously and uniformly in the voltage application region, for example, in one pixel, in accordance with the applied voltage value.
Therefore, as compared with the conventional area gradation method and the pixel division method, the area required for obtaining gradation can be extremely small,
A high-resolution and multi-gradation liquid crystal electro-optical device can be obtained.
【0184】また上記本発明の液晶電気光学装置は、そ
のスイッチング特性が特徴的である。図22に従来の表
面安定化型の液晶電気光学装置を±1.5Vの矩形波に
より駆動した際の光学特性を示す。The liquid crystal electro-optical device of the present invention is characterized by its switching characteristics. FIG. 22 shows optical characteristics when a conventional surface-stabilized liquid crystal electro-optical device is driven by a ± 1.5 V rectangular wave.
【0185】図22においては、暗(Dark)から明
(Bright)へ、または明から暗へスイッチングす
る際の印加電圧に対する光学特性が、2段階の応答特性
を示している。すなわち、スイッチングの開始時点にお
いて、まず極めて急峻に光学特性が変化し、その後緩や
かに変化してスイッチングを終了する。In FIG. 22, the optical characteristics with respect to the applied voltage at the time of switching from dark to dark or from light to dark show two-stage response characteristics. That is, at the start of switching, the optical characteristics first change very sharply, and then change slowly to complete the switching.
【0186】他方、図23に本発明の液晶電気光学装置
を±1.5Vの矩形波により駆動した際の光学特性を示
す。図23においては、スイッチングの開始から終了ま
で、光学特性が急峻に変化し、図22の如く2段階とは
ならない。On the other hand, FIG. 23 shows optical characteristics when the liquid crystal electro-optical device of the present invention was driven by a ± 1.5 V rectangular wave. In FIG. 23, the optical characteristics change sharply from the start to the end of switching, and do not have two stages as in FIG.
【0187】この違いについて考えてみると、図22の
従来の液晶電気光学装置における2段階の応答は、始め
の急峻な光学特性の変化は、幾つかの箇所において液晶
分子または微小なドメインがスイッチングしている状態
を示しており、2段階目の緩やかな光学特性の変化は、
液晶分子または微小なドメインのスイッチングに従い、
連鎖的にその周囲の液晶分子がスイッチングしてドメイ
ンが大きくなっていく状態を示しているのではないかと
思われる。Considering this difference, the two-step response in the conventional liquid crystal electro-optical device shown in FIG. 22 is that the initial steep change in the optical characteristics is caused by the fact that the liquid crystal molecules or minute domains are switched at some places. In the second stage, the gradual change in optical characteristics is as follows:
According to the switching of liquid crystal molecules or minute domains,
It seems that the liquid crystal molecules around the chain are switched in a chain and the domain becomes larger.
【0188】他方、図23の本発明の液晶電気光学装置
における急峻な応答は、全ての領域において液晶分子ま
たは微小なドメインがスイッチングしているため、スイ
ッチングの開始から終了まで急峻に光学特性が変化して
いると思われる。On the other hand, the steep response in the liquid crystal electro-optical device of the present invention shown in FIG. 23 is such that the liquid crystal molecules or minute domains are switched in all the regions, so that the optical characteristics change steeply from the start to the end of switching. Seems to be doing.
【0189】また、このことからわかるように、本発明
の液晶電気光学装置は、従来のものと比較して、低電圧
においても高速かつ十分なスイッチングが行われるた
め、駆動電圧の低電圧化が図れる。Further, as can be seen from the above, the liquid crystal electro-optical device of the present invention performs high-speed and sufficient switching even at a low voltage as compared with the conventional device, so that the driving voltage can be reduced. I can do it.
【0190】このように、本発明により、強誘電性液晶
または反強誘電性液晶を用いた液晶電気光学装置におい
て、ネマチック液晶のような、印加電圧の変化による連
続的な階調変化、中間調が容易に得られるようになっ
た。よって透過光あるいは反射光が高速にスイッチング
され、かつ多階調、高分解能を有する液晶電気光学装置
を実現できる。また、大型化も容易である。さらに駆動
電圧の低電圧化も図れる。As described above, according to the present invention, in a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, a continuous gradation change and a halftone change due to a change in applied voltage, such as a nematic liquid crystal. Can be easily obtained. Therefore, it is possible to realize a liquid crystal electro-optical device in which transmitted light or reflected light is switched at high speed, and has multiple gradations and high resolution. In addition, it is easy to increase the size. Further, the driving voltage can be reduced.
【0191】[0191]
【作用】本発明は上記したように、強誘電性または反強
誘電性の液晶材料を用いた液晶電気光学装置において、
基板、電極、配向膜等の表面上に、液晶材料が接する膜
や凸部を樹脂材料等により設けることで、従来問題とさ
れていた、スイッチングや中間調表示等の問題を解決す
るものである。As described above, the present invention relates to a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material,
By providing a film or a convex portion in contact with a liquid crystal material on a surface of a substrate, an electrode, an alignment film, or the like by using a resin material or the like, it is possible to solve problems such as switching and halftone display which have been conventionally problems. .
【0192】本発明において、スイッチングがドメイン
の発生を伴うものか、一様に連続的に変化するものとな
るかは、液晶材料に混入する、未硬化の樹脂材料に含ま
れるモノマーの量による。未硬化の樹脂材料は、低分子
(分子量約1000以下)のモノマーと、高分子(分子
量約1000以上)のオリゴマー、および反応開始剤で
構成されるが、このうちモノマーの量が少ないときは、
ドメインの発生が伴うスイッチングとなるが、モノマー
量を増加させていくと、各ドメインが広がる領域が小さ
くなっていき、一方ドメインが発生する領域の数が増え
ていく。すなわち、この状態においては双安定性(メモ
リー性)を有している。In the present invention, whether the switching involves the generation of domains or changes uniformly and continuously depends on the amount of monomer contained in the uncured resin material mixed into the liquid crystal material. The uncured resin material is composed of a low molecular (molecular weight of about 1000 or less) monomer, a high molecular (molecular weight of about 1000 or more) oligomer, and a reaction initiator. When the amount of the monomer is small,
Although switching is accompanied by the generation of domains, as the amount of monomer is increased, the region where each domain spreads becomes smaller, while the number of regions where domains are generated increases. That is, in this state, it has bistability (memory property).
【0193】さらにモノマー量を増加させていくと、ド
メインの発生が伴わない、一様かつ連続的なスイッチン
グとなっていく。この状態では双安定性(メモリー性)
はみられない。特に樹脂材料中のモノマー量が重量比で
40%以上、好ましくは60%以上、さらに好ましくは
80%以上であれば、ドメインの発生が伴わない、一様
かつ連続的なスイッチングを得ることができる。When the amount of the monomer is further increased, uniform and continuous switching without generation of domains occurs. Bistability (memory property) in this state
Not seen. In particular, when the weight of the monomer in the resin material is 40% or more, preferably 60% or more, and more preferably 80% or more, uniform and continuous switching without generation of domains can be obtained. .
【0194】また、樹脂材料中に含まれるオリゴマー量
を増加させると、カラム状に硬化した樹脂が増加し、逆
にオリゴマー量を減らし、モノマー量が増えると、カラ
ム状に硬化する樹脂の数は少なくなる。When the amount of the oligomer contained in the resin material is increased, the amount of the resin cured in a column increases, and conversely, when the amount of the oligomer is reduced, and when the amount of the monomer increases, the number of the resin cured in the column becomes less. Less.
【0195】以下に本発明の実施例を示す。Examples of the present invention will be described below.
【0196】[0196]
〔実施例1〕本実施例では、図1に示す単純マトリクス
型の液晶電気光学装置を作製し各特性の評価を行った。
液晶セルの基板101及び102は300×400m
m、厚さ1.1mmの青板ガラスであり、該基板上には
画素電極103及び104をスパッタ法によりITO
(酸化インジュームスズ)により形成し、フォトレジス
トによりパターニングして作製した。[Embodiment 1] In this embodiment, a simple matrix type liquid crystal electro-optical device shown in FIG. 1 was manufactured and each characteristic was evaluated.
The substrates 101 and 102 of the liquid crystal cell are 300 × 400 m
m, blue glass having a thickness of 1.1 mm. Pixel electrodes 103 and 104 are formed on the substrate by sputtering using ITO.
(Indium tin oxide) and patterned by photoresist.
【0197】配向膜材料はポリイミド系の樹脂、例えば
LQ−5200(日立化成製)、LP−64(東レ
製)、RN−305(日産化学製)等であり、ここでは
LP−64を使用した。配向膜はn−メチル−2−ピロ
リドン等の溶媒により希釈しスピンコート法により両基
板に塗布した。塗布した基板は250〜300℃、ここ
では280℃で2. 5時間加熱し溶媒を乾燥させ、塗膜
をイミド化し硬化させた。硬化後の膜厚は300Åであ
った。The material of the alignment film is a polyimide resin, for example, LQ-5200 (manufactured by Hitachi Chemical), LP-64 (manufactured by Toray), RN-305 (manufactured by Nissan Chemical), etc. Here, LP-64 was used. . The alignment film was diluted with a solvent such as n-methyl-2-pyrrolidone and applied to both substrates by spin coating. The coated substrate was heated at 250 to 300 ° C., here 280 ° C., for 2.5 hours to dry the solvent, imidize and harden the coating film. The film thickness after curing was 300 °.
【0198】次に配向膜をラビングする。ラビングは通
常の方法で良く、レーヨン、綿等の布が巻いてある直径
130mmのローラーで450〜900rpm、ここで
は450rpmの回転数で一方向に擦った。ロール押し
込み高さは0.1mm、ステージ速度は20mm/se
cで行った。このようにして配向膜105を形成した。Next, the alignment film is rubbed. Rubbing may be carried out by a usual method, and rubbed in one direction at a rotation speed of 450 to 900 rpm, here 450 rpm, with a roller of 130 mm in diameter wound with a cloth such as rayon or cotton. Roll indentation height is 0.1mm, stage speed is 20mm / sec
c. Thus, the alignment film 105 was formed.
【0199】次に該セルの間隔を一定にするためスペー
サー108として、一方の基板に直径1. 5μmの真絲
球(触媒化成製)を散布した。また他方の基板上には、
該2枚の基板を固定するために、シール剤として基板の
周辺に2液製のエポキシ系接着剤をスクリーン印刷によ
り印刷塗布し、その後2枚の基板を接着固定した。Next, a 1.5 μm-diameter true yarn ball (manufactured by Kasei Kagaku Co., Ltd.) was sprayed on one of the substrates as a spacer 108 to keep the cell interval constant. On the other substrate,
In order to fix the two substrates, a two-component epoxy-based adhesive was printed and applied as a sealant around the substrates by screen printing, and then the two substrates were bonded and fixed.
【0200】上記セルには液晶材料107及び未硬化の
高分子樹脂の混合物を注入する。液晶材料としてはフェ
ニルピリミジン系の強誘電性液晶を使用した。この液晶
は相系列がIso-SmA-SmC*-Cryを取る。相転移温度はIs
o−SmAが85℃、SmA−SmC* が79℃であっ
た。他にビフェニル系、フェニルナフタレン系など様々
な種類の強誘電性液晶材料が使用できる。高分子樹脂と
しては市販の紫外線硬化型の樹脂を使用した。液晶材料
と未硬化高分子樹脂は、重量比で95:5の割合で混合
する。該混合物は均一に混ざるようにIso(等方)相
になる温度で攪拌した。該混合物の相転移温度は、液晶
材料のみの場合より5〜20℃低下した。A mixture of the liquid crystal material 107 and an uncured polymer resin is injected into the cell. As a liquid crystal material, a phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal was used. This liquid crystal has a phase sequence of Iso-SmA-SmC * -Cry. The phase transition temperature is Is
o-SmA was 85 ° C and SmA-SmC * was 79 ° C. In addition, various kinds of ferroelectric liquid crystal materials such as biphenyl and phenylnaphthalene can be used. A commercially available ultraviolet-curable resin was used as the polymer resin. The liquid crystal material and the uncured polymer resin are mixed at a weight ratio of 95: 5. The mixture was stirred at a temperature that resulted in an Iso (isotropic) phase so as to mix uniformly. The phase transition temperature of the mixture was lower by 5 to 20 ° C. than that of the liquid crystal material alone.
【0201】上記混合物の注入は、液晶セル及び混合体
を100℃とし真空下で行った。注入後、液晶セルは2
〜20℃/hr、ここでは3℃/hrの割合で徐冷し
た。The above mixture was injected in a vacuum at 100 ° C. for the liquid crystal cell and the mixture. After injection, the liquid crystal cell
It was gradually cooled at a rate of 20 ° C./hr, here 3 ° C./hr.
【0202】この液晶セルの配向状態を、偏光顕微鏡で
直交ニコル下で観察したところある回転角で消光位、即
ち片方の偏光板に入射した光が、他方の偏光板を透過せ
ず、あたかも光が遮断された状態が得られた。このこと
は液晶材料が、ユニフォーム配向となっていることを示
している。When the alignment state of the liquid crystal cell was observed under a crossed Nicols with a polarizing microscope, the extinction position at a certain rotation angle, that is, the light incident on one of the polarizing plates did not pass through the other polarizing plate. Was shut off. This indicates that the liquid crystal material has a uniform orientation.
【0203】またこの時、消光位の状態から20°程ス
テージを回して見ると、顕微鏡の視野中に複屈折による
光漏れを生じないで、黒状態のままの部分が点在してい
た。未硬化樹脂は複屈折性を示さないので、この黒状態
部分は未硬化樹脂が液晶材料から分離析出しカラム状と
なったものである。At this time, when the stage was rotated by about 20 ° from the state of the extinction position, light leakage due to birefringence did not occur in the field of view of the microscope, and portions in the black state were scattered. Since the uncured resin does not exhibit birefringence, the black state portion is a column-shaped portion in which the uncured resin is separated and precipitated from the liquid crystal material.
【0204】次に上記セル中に注入した混合物中の高分
子樹脂を硬化させるため紫外線を照射した。紫外線はセ
ルの両側から基板面に対して垂直な方向で、ほぼ同程度
の強度で照射した。このようにすることで、紫外線を一
方のみから照射する場合に比較して両基板に形成される
樹脂膜の厚さをそろえることができる。配向膜の配向規
制力を十分に抑制できないことがあるためである。照射
強度は3〜30mW/cm2 、ここでは10mW/cm
2 とし、照射時間は0. 5〜5min、ここでは1mi
nとした。Next, ultraviolet rays were irradiated to cure the polymer resin in the mixture injected into the cell. Ultraviolet rays were irradiated from both sides of the cell in a direction perpendicular to the substrate surface at almost the same intensity. By doing so, the thicknesses of the resin films formed on both substrates can be made uniform as compared with the case where ultraviolet light is irradiated from only one side. This is because the alignment regulating force of the alignment film may not be sufficiently suppressed. The irradiation intensity is 3 to 30 mW / cm 2 , here 10 mW / cm
2 , irradiation time is 0.5 to 5 min, here 1 mi
n.
【0205】紫外線照射後、液晶セルの配向状態を上記
と同様に偏光顕微鏡下で観察したが配向状態はほとんど
変化しなかった。紫外線照射の配向状態に対する影響は
見られなかった。After the ultraviolet irradiation, the alignment state of the liquid crystal cell was observed under a polarizing microscope in the same manner as described above, but the alignment state hardly changed. No effect on the orientation of the UV irradiation was observed.
【0206】次に上記液晶セルの光学特性を測定した。
測定方法は、ハロゲンランプを光源とする偏光顕微鏡に
おいて、直交ニコル下で電極間に±30V、5Hzの三
角波を液晶セルに印加し、セルの透過光強度をフォトマ
ルチプライヤーで検出するものである。その時測定した
コントラスト比は100であり、液晶電気光学装置とし
て十分な特性を有していた。ここではコントラスト比は
30V印加時の透過光強度と−30V印加時の透過光強
度の比である。一方、樹脂を混入せず液晶材料単体で構
成された液晶電気光学装置は、同条件の測定においてコ
ントラスト比80であった。Next, the optical characteristics of the liquid crystal cell were measured.
The measuring method is such that in a polarizing microscope using a halogen lamp as a light source, a triangular wave of ± 30 V, 5 Hz is applied to the liquid crystal cell between the electrodes under crossed Nicols, and the transmitted light intensity of the cell is detected by a photomultiplier. The contrast ratio measured at that time was 100, which was sufficient for a liquid crystal electro-optical device. Here, the contrast ratio is the ratio of the transmitted light intensity when 30V is applied to the transmitted light intensity when -30V is applied. On the other hand, the contrast ratio of the liquid crystal electro-optical device composed of the liquid crystal material alone without mixing the resin was 80 under the same conditions.
【0207】次に、本実施例の液晶電気光学装置におい
て、電流電圧特性を測定した。図2は±30V、5Hz
の三角波を本発明構成の液晶セルの一対の電極に印加し
て印加電圧と電極間の電流をオシロスコープで測定して
得られた波形を示す。電流の値は一方の電極に直列に接
続した100kΩの抵抗の両端の電圧を測定することに
よって得ている。図2の波形を模式的に示した図3に示
すように、強誘電性液晶材料の有する自発分極が電界の
極性変化に伴い反転する際に流れる電流202が急峻に
変化しており、応答速度が極めて早いことを示してい
る。またこの電流成分202および画素電極間の容量成
分201以外は電流成分はなかった。Next, the current-voltage characteristics of the liquid crystal electro-optical device of this example were measured. Figure 2 is ± 30V, 5Hz
3 shows a waveform obtained by applying a triangular wave to the pair of electrodes of the liquid crystal cell of the present invention and measuring the applied voltage and the current between the electrodes with an oscilloscope. The value of the current is obtained by measuring the voltage across a 100 kΩ resistor connected in series to one electrode. As shown in FIG. 3 schematically showing the waveform of FIG. 2, the current 202 flowing when the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal material is reversed with the change in the polarity of the electric field changes sharply, and the response speed Is extremely fast. There was no current component other than the current component 202 and the capacitance component 201 between the pixel electrodes.
【0208】図4に従来の構造の液晶セル(樹脂を使用
していない以外は同条件)において同様に電流電圧特性
をオシロスコープにて測定した結果を示す。図4の波形
を模式的に示した図5に示すように自発分極の反転する
際の電流成分204は、図2の本発明の液晶セルと比較
して幅が大きくなっており、このことから応答速度が遅
いことがわかる。これは配向膜の配向規制力が自発分極
の反転を妨げていることを示唆していると考えられる。
また自発分極のスイッチングにやや遅れて現れる電流成
分203が表れている。このような余分な電流が流れる
ため、応答速度やコトンラスト比の低下をまねいてしま
った。これは液晶材料中の不純物等による余分な電荷の
存在によるものと考えられる。FIG. 4 shows the result of similarly measuring the current-voltage characteristics with an oscilloscope in a liquid crystal cell having a conventional structure (under the same conditions except that no resin is used). As shown in FIG. 5 schematically showing the waveform of FIG. 4, the current component 204 when the spontaneous polarization is inverted has a larger width than that of the liquid crystal cell of the present invention in FIG. It can be seen that the response speed is slow. This is considered to suggest that the alignment regulating force of the alignment film prevents the reversal of spontaneous polarization.
Further, a current component 203 appears slightly after the switching of the spontaneous polarization. Since such an extra current flows, the response speed and the cotton last ratio are reduced. This is thought to be due to the presence of extra charges due to impurities and the like in the liquid crystal material.
【0209】セルの全体を肉眼で見ても、樹脂の存在は
全く分からない。Even if the entire cell is visually observed, the presence of the resin is not at all known.
【0210】配向膜上の樹脂膜の状態をより詳細に見る
ために上記方法により作製した基板をアルコール洗浄し
た後に原子間力顕微鏡(AFM)により観察した。結果
を図6に示す。比較のため樹脂材料と液晶材料の混合物
を注入する前のラビング後の配向膜の観察像を図7に示
す。これによれば、厚さ10〜30nmの樹脂膜106
が配向膜105の表面のほぼ全体を覆って形成され、ラ
ビング処理による傷も樹脂が被覆していることが分か
る。従って、配向膜の配向規制力は著しく抑制されてい
ると考えられる。またこの樹脂膜は透明かつ極めて薄い
ため、透過光の減衰はほとんどなかった。In order to see the state of the resin film on the alignment film in more detail, the substrate prepared by the above method was washed with alcohol and then observed with an atomic force microscope (AFM). FIG. 6 shows the results. For comparison, FIG. 7 shows an observation image of the alignment film after rubbing before injecting the mixture of the resin material and the liquid crystal material. According to this, the resin film 106 having a thickness of 10 to 30 nm
It can be seen that the resin is formed covering almost the entire surface of the alignment film 105, and the scratches due to the rubbing treatment are also covered with the resin. Therefore, it is considered that the alignment regulating force of the alignment film is significantly suppressed. Since this resin film was transparent and extremely thin, there was almost no attenuation of transmitted light.
【0211】樹脂硬化後の相転移温度は液晶材料のみの
場合と比較して数℃下がる程度であった。ここで、上記
セルを液晶材料がSmA相を示す80℃まで上昇させ、
10〜60分ここでは20分間前記温度に保持し、その
後3℃/hrの割合で徐冷した。すると配向欠陥がさら
に改善され、光学特性を測定するとコントラスト比12
0を得た。The phase transition temperature after curing of the resin was about several degrees lower than that of the liquid crystal material alone. Here, the cell is raised to 80 ° C. at which the liquid crystal material exhibits the SmA phase,
The temperature was maintained for 10 to 60 minutes, here for 20 minutes, and then gradually cooled at a rate of 3 ° C./hr. As a result, the alignment defect is further improved.
0 was obtained.
【0212】ところが、上記樹脂硬化後のセルを等方相
を示す86℃に一度加熱し、上記と同様にセルを徐冷す
ると、液晶材料は部分的に配向が乱れた。このことから
も配向膜上の樹脂膜により液晶材料に一軸配向性を付与
する配向規制力が抑制されている事がわかる。However, when the cell after curing of the resin was once heated to 86 ° C., which shows an isotropic phase, and the cell was gradually cooled in the same manner as described above, the alignment of the liquid crystal material was partially disturbed. This also indicates that the resin film on the alignment film suppresses the alignment regulating force for imparting uniaxial alignment to the liquid crystal material.
【0213】また電極間のショートはほとんど見られ
ず、配向膜上の樹脂膜がショート防止膜として機能して
いることがわかった。混入する樹脂材料の量を増やして
形成される樹脂膜を厚くすることでショートの防止をよ
り確実にできる。Further, almost no short circuit was observed between the electrodes, indicating that the resin film on the alignment film functions as a short circuit prevention film. By increasing the amount of the mixed resin material and increasing the thickness of the formed resin film, short-circuit can be more reliably prevented.
【0214】基板101、102の外側面に偏光板10
9、110を設けた。The polarizer 10 is provided on the outer surfaces of the substrates 101 and 102.
9, 110 were provided.
【0215】なお、本実施例では樹脂材料として市販の
紫外線硬化型樹脂をそのまま使用したが、樹脂材料全体
に対するオリゴマー量を増やして液晶材料と樹脂の相溶
性を変化させたり、あるいは配向膜材料の種類やラビン
グ条件を変化させることで、樹脂膜の配向膜上への付着
量を制御することが可能である。In this example, a commercially available ultraviolet-curable resin was used as the resin material as it is, but the amount of oligomers in the entire resin material was increased to change the compatibility between the liquid crystal material and the resin, or the alignment film material was not used. By changing the type and the rubbing condition, the amount of the resin film deposited on the alignment film can be controlled.
【0216】また、双方の基板において配向膜の種類や
ラビング密度を異ならせたり、紫外線を一方の側からの
み照射したりして、樹脂の付着量を双方の基板で意図的
に異ならせることもできる。Also, the type of alignment film and the rubbing density may be different between the two substrates, or ultraviolet rays may be irradiated only from one side to intentionally make the amounts of resin adhered different between the two substrates. it can.
【0217】〔実施例2〕本実施例では、本発明をスイ
ッチング素子として結晶性シリコンTFT(薄膜トラン
ジスタ)を各画素に設けたアクティブマトリクス型の液
晶電気光学装置に対して実施した例を示す。[Embodiment 2] In this embodiment, an example in which the present invention is applied to an active matrix type liquid crystal electro-optical device in which a crystalline silicon TFT (thin film transistor) is provided for each pixel as a switching element will be described.
【0218】基板としてコーニング7059ガラス板
(300×300mm、厚さ1.1mm)上の酸化珪素
膜上に、水素還元雰囲気下で600℃48時間の加熱ア
ニールによりアモルファスシリコン膜を結晶化して形成
した移動度100(cm2 /Vs)を有するNチャネル
型の結晶性シリコンTFT、ITOで画素電極、クロム
/アルミニウムの多層膜で信号電極、走査電極を、64
0×480画素のマトリクスを構成して設けた。As a substrate, an amorphous silicon film was crystallized on a silicon oxide film on a Corning 7059 glass plate (300 × 300 mm, thickness 1.1 mm) by heat annealing at 600 ° C. for 48 hours in a hydrogen reducing atmosphere. N-channel type crystalline silicon TFT having a mobility of 100 (cm 2 / Vs), a pixel electrode made of ITO, a signal electrode and a scanning electrode made of a chromium / aluminum multilayer film of 64
A matrix of 0 × 480 pixels was provided and provided.
【0219】次に対向する基板としてガラス基板上にI
TOを対向電極として形成した後、この基板のみに配向
膜を形成していわゆる片側配向膜とした。配向膜材料は
LP−64(東レ製)を使用した。作製方法、作製条
件、膜厚、ラビング条件は実施例1と同じである。Next, I was placed on a glass substrate as an opposing substrate.
After forming TO as a counter electrode, an alignment film was formed only on this substrate to form a so-called one-sided alignment film. As an alignment film material, LP-64 (manufactured by Toray) was used. The manufacturing method, manufacturing conditions, film thickness, and rubbing conditions are the same as those in the first embodiment.
【0220】次に配向膜を形成した側の基板にスペーサ
ーとして直径1. 5μmの真絲球(触媒化成製)を散布
した。また他方の基板上に、両基板を固定するために、
シール剤として基板の周辺に2液製のエポキシ系接着剤
をスクリーン印刷により印刷塗布し、その後2枚の基板
を接着固定した。Next, a 1.5 μm-diameter true yarn ball (manufactured by Catalytic Chemical Co., Ltd.) was sprayed as a spacer on the substrate on which the alignment film was formed. In order to fix both substrates on the other substrate,
A two-liquid epoxy-based adhesive was applied by screen printing as a sealant around the substrate by screen printing, and then the two substrates were bonded and fixed.
【0221】上記セルには液晶材料と未硬化の樹脂の混
合物を注入する。液晶材料は相系列がIso-N*-SmA-SmC*-
Cry を取る。相転移温度はIso−N* が81℃、N*
−SmAが69℃、SmA−SmC* が54℃であっ
た。使用した樹脂および樹脂と液晶材料との混合比は実
施例1と同じである。該混合物は均一に混ざるようにI
so(等方)相になる温度で攪拌した。該混合物は相転
移温度が液晶材料のみの場合より5〜20℃低下した。A mixture of a liquid crystal material and an uncured resin is injected into the cell. The liquid crystal material has a phase series of Iso-N * -SmA-SmC *-
Take Cry. The phase transition temperature of Iso-N * is 81 ° C., N *
-SmA was 69 ° C and SmA-SmC * was 54 ° C. The used resin and the mixing ratio between the resin and the liquid crystal material are the same as those in Example 1. The mixture is mixed so that
The mixture was stirred at a temperature that resulted in a so (isotropic) phase. The mixture had a phase transition temperature lower by 5 to 20 ° C. than that of the liquid crystal material alone.
【0222】上記混合物の注入は、液晶セル及び混合体
を100℃とし真空下で行った。注入後、液晶セルは2
〜20℃/hr、ここでは3℃/hrの割合で徐冷し
た。The above mixture was injected under a vacuum at 100 ° C. for the liquid crystal cell and the mixture. After injection, the liquid crystal cell
It was gradually cooled at a rate of 20 ° C./hr, here 3 ° C./hr.
【0223】この液晶セルの配向状態を、偏光顕微鏡で
直交ニコル下で観察したところある回転角で消光位、即
ち片方の偏光板に入射した光が、他方の偏光板を透過せ
ず、あたかも光が遮断された状態となりユニフォーム配
向となっていた。When the alignment state of the liquid crystal cell was observed under a crossed Nicols with a polarizing microscope, the extinction position at a certain rotation angle, that is, light incident on one of the polarizing plates did not pass through the other polarizing plate, but as if it were light. Was cut off and uniform orientation was achieved.
【0224】またこの時、消光位の状態から20°程ス
テージを回して見ると、顕微鏡の視野中に複屈折による
光漏れを生じないで、黒状態のままの部分が点在してい
た。未硬化樹脂は複屈折性を示さないので、この黒状態
部分は未硬化樹脂が液晶材料から分離析出しカラム状と
なったものである。At this time, when the stage was turned by about 20 ° from the state of the extinction position, light was not leaked due to birefringence in the visual field of the microscope, and portions in the black state were scattered. Since the uncured resin does not exhibit birefringence, the black state portion is a column-shaped portion in which the uncured resin is separated and precipitated from the liquid crystal material.
【0225】次に上記セル中に注入した液晶材料中に混
合した高分子樹脂を硬化させるため対向基板側から紫外
線を照射した。照射強度は3〜30mW/cm2 、ここ
では10mW/cm2 とし、照射時間は0. 5〜5mi
n、ここでは1minとした。Next, ultraviolet rays were irradiated from the counter substrate side to cure the polymer resin mixed in the liquid crystal material injected into the cell. The irradiation intensity is 3 to 30 mW / cm 2 , here 10 mW / cm 2 , and the irradiation time is 0.5 to 5 mi.
n, here 1 minute.
【0226】紫外線照射後、液晶セルの配向状態を上記
と同様に偏光顕微鏡下で観察したが配向状態はほとんど
変化しなかった。紫外線照射の配向状態に対する影響は
見られなかった。After the ultraviolet irradiation, the alignment state of the liquid crystal cell was observed under a polarizing microscope in the same manner as described above, but the alignment state hardly changed. No effect on the orientation of the UV irradiation was observed.
【0227】基板をアルコール洗浄した後、原子間力顕
微鏡(AFM)で双方の基板表面を観察すると、両方の
基板表面上に10〜30nmの厚さを有する樹脂膜が形
成されていた。When the surfaces of both substrates were observed with an atomic force microscope (AFM) after washing the substrates with alcohol, a resin film having a thickness of 10 to 30 nm was formed on both substrate surfaces.
【0228】次に上記液晶セルの光学特性を測定した。
測定した際の電極間電圧及び光学応答を図8に示す。駆
動電圧VLCの波形は、電圧14V、パルス幅1μs、フ
レーム幅16msである。光学応答性は図に示す光透過
率TLCのように良好なとなっており、この時のコントラ
スト比はフレーム終了時で100であった。一方、樹脂
を混入せず液晶材料単体で構成された液晶セルは、同条
件の測定においてコントラスト比80であった。Next, the optical characteristics of the liquid crystal cell were measured.
FIG. 8 shows the voltage between the electrodes and the optical response when measured. The waveform of the drive voltage VLC has a voltage of 14 V, a pulse width of 1 μs, and a frame width of 16 ms. The optical responsiveness was as good as the light transmittance TLC shown in the figure, and the contrast ratio at this time was 100 at the end of the frame. On the other hand, the contrast ratio of a liquid crystal cell composed of a single liquid crystal material without mixing a resin was 80 under the same conditions.
【0229】樹脂硬化後の相転移温度は液晶材料のみの
場合と比較して数℃下がる程度であった。ここで、上記
本発明構成のセルを液晶材料がN* 相を示す70℃まで
上昇させ、10〜60分ここでは20分間前記温度に保
持し、その後3℃/hrの割合で室温まで徐冷した。す
ると配向欠陥がさらに改善され、光学特性を測定すると
コントラスト比120を得た。The phase transition temperature after the resin was cured was about several degrees lower than that of the liquid crystal material alone. Here, the cell of the present invention is raised to 70 ° C. at which the liquid crystal material shows the N * phase, kept at the above temperature for 10 to 60 minutes, here for 20 minutes, and then gradually cooled to room temperature at a rate of 3 ° C./hr. did. As a result, the alignment defect was further improved. When the optical characteristics were measured, a contrast ratio of 120 was obtained.
【0230】また、同様にして配向改善前の上記本発明
構成のセルを液晶材料がSmA相を示す55℃まで上昇
させ、20分間前記温度に保持し、その後3℃/hrの
割合で室温まで徐冷しても前記したN* 相を示す温度で
保持した場合とほぼ同じ程度配向欠陥が改善され、コン
トラスト比が向上した。Similarly, the cell of the present invention before the alignment was improved was raised to 55 ° C. at which the liquid crystal material showed an SmA phase, kept at the above temperature for 20 minutes, and then cooled to room temperature at a rate of 3 ° C./hr. Even when the temperature was gradually lowered, the alignment defect was improved to the same extent as when the temperature was maintained at the temperature indicating the N * phase, and the contrast ratio was improved.
【0231】ところが、上記樹脂硬化後のセルを等方相
となる83℃に一度加熱し、上記と同様にセルを徐冷す
ると、液晶材料は部分的に配向が乱れた。このことから
樹脂硬化後は配向膜上に樹脂膜が形成され、液晶材料に
一軸配向性が付与されていない事が分かる。However, when the cell after curing the resin was once heated to 83 ° C., which is an isotropic phase, and the cell was gradually cooled in the same manner as described above, the alignment of the liquid crystal material was partially disturbed. This indicates that a resin film was formed on the alignment film after the resin was cured, and that no uniaxial orientation was imparted to the liquid crystal material.
【0232】基板の外側面に偏光板を設け、装置を完成
させた。A polarizing plate was provided on the outer surface of the substrate to complete the device.
【0233】〔実施例3〕まず、本実施例では、図10
に示す実験用の1画素のセルを作製し、各特性の評価を
行った。液晶セルの基板1111および1112は厚さ
1.1mmの青板ガラスであり、該基板上には画素電極
1113および1114を作製した。画素電極の大きさ
は5mm□とした。両方の基板の電極が形成されている
面上には配向膜1115を形成した。[Embodiment 3] First, in this embodiment, FIG.
The cell of one pixel for the experiment shown in (1) was manufactured, and each characteristic was evaluated. The substrates 1111 and 1112 of the liquid crystal cell were blue glass having a thickness of 1.1 mm, and pixel electrodes 1113 and 1114 were formed on the substrate. The size of the pixel electrode was 5 mm □. An alignment film 1115 was formed on the surface of both substrates on which the electrodes were formed.
【0234】配向膜材料としてポリイミド系の樹脂、こ
こではLP−64(東レ製)を用いた。配向膜はn−メ
チル−2−ピロリドン等の溶媒により希釈し、スピンコ
ート法により塗布した。塗布した基板は250〜300
℃、ここでは280℃で2.5時間加熱し溶媒を乾燥さ
せ、塗膜をイミド化し硬化させた。硬化後の膜厚は30
0Åであった。As the alignment film material, a polyimide resin, here, LP-64 (manufactured by Toray Industries, Inc.) was used. The alignment film was diluted with a solvent such as n-methyl-2-pyrrolidone and applied by spin coating. 250-300 coated substrates
The solvent was dried by heating at 280 ° C., here 280 ° C. for 2.5 hours, and the coating film was imidized and cured. Film thickness after curing is 30
It was 0 °.
【0235】次に、液晶材料を一軸配向して液晶材料の
層を基板に垂直あるいは傾斜して配列させるため、配向
膜にラビング法により一軸配向規制力を付与した。ラビ
ングは通常の方法と同様に、レーヨン、綿等の布が巻い
てある直径130mmのローラーで450〜900rp
m、ここでは450rpmの回転数で一方向に擦った。
ロール押し込み高さは0.1mm、ステージ速度は20
mm/secで行った。Next, in order to uniaxially align the liquid crystal material and arrange the layers of the liquid crystal material perpendicularly or obliquely to the substrate, a uniaxial alignment regulating force was applied to the alignment film by a rubbing method. Rubbing is performed in the same manner as in the usual method using a roller having a diameter of 130 mm and a cloth of rayon or cotton wound thereon at 450 to 900 rpm.
m, here, in one direction at a rotation speed of 450 rpm.
Roll indentation height is 0.1mm, stage speed is 20
mm / sec.
【0236】ここでは該セルの間隔を一定にするためス
ペーサー1118として、一方の基板には直径1. 5μ
mの真絲球(触媒化成製)を散布した。また、他方の基
板上には、該2枚の基板を固定するために、シール剤と
して基板の周辺に2液製のエポキシ系接着剤をスクリー
ン印刷により印刷塗布し、その後2枚の基板を接着固定
した。In this case, spacers 1118 are used as spacers 1118 to keep the cell interval constant, and one substrate has a diameter of 1.5 μm.
m mushroom balls (manufactured by Catalyst Chemicals Co., Ltd.) were sprayed. On the other substrate, a two-liquid epoxy adhesive is applied by screen printing as a sealant around the substrate in order to fix the two substrates, and then the two substrates are bonded. Fixed.
【0237】上記セルには液晶材料1117及び未硬化
の高分子樹脂の混合物を注入した。液晶材料としてフェ
ニルピリミジン系の強誘電性液晶を使用した。相系列は
Iso-SmA-SmC*-Cryを取った。また、高分子樹脂としては
市販の紫外線硬化型の樹脂を使用した。高分子樹脂は、
混合体を注入する時の液晶材料との分離を防ぐことを目
的として、液晶材料との相溶性が高くなるように、モノ
マー量が重量比で90%を占めるものを使用した。液晶
材料中の未硬化高分子樹脂の濃度としては、樹脂が多量
に含まれると上下の基板間に樹脂柱が形成され開口率が
低下するため、少量の方が良く、重量比で95:5の割
合で混合した。該混合物は均一に混ざるようにIso相
になる温度で攪拌した。該混合物はIso相からSmA
相への転移点が液晶材料のみの場合より、5℃低下し
た。A mixture of a liquid crystal material 1117 and an uncured polymer resin was injected into the cell. A phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal was used as a liquid crystal material. The phase series is
Iso-SmA-SmC * -Cry was taken. As the polymer resin, a commercially available ultraviolet-curable resin was used. Polymer resin is
In order to prevent the liquid crystal material from being separated from the liquid crystal material when the mixture is injected, a material having a monomer amount of 90% by weight was used so as to increase the compatibility with the liquid crystal material. As the concentration of the uncured polymer resin in the liquid crystal material, if a large amount of resin is contained, resin columns are formed between the upper and lower substrates and the aperture ratio is reduced. At a rate of The mixture was stirred at a temperature at which it became an Iso phase so as to mix uniformly. The mixture was separated from the Iso phase by SmA
The transition point to the phase was 5 ° C. lower than in the case where only the liquid crystal material was used.
【0238】上記混合物の注入は、液晶セル及び混合物
を、混合物がIso相を示す100℃とし真空下で行っ
た。注入後、液晶セルをSmC* 相まで冷却するが、セ
ルを急速にSmC* 相まで転移させると配向欠陥が多量
に発生するので、降温レートとして2〜20℃/hr、
ここでは3℃/hrの割合で徐冷した。The above mixture was injected into the liquid crystal cell and the mixture under a vacuum at 100 ° C. at which the mixture showed the Iso phase. After the injection, the liquid crystal cell is cooled down to the SmC * phase. However, when the cell is rapidly transferred to the SmC * phase, a large number of alignment defects are generated.
Here, it was gradually cooled at a rate of 3 ° C./hr.
【0239】前記方法で室温までセルを徐冷し、セルの
配向状態を、偏光顕微鏡で直交ニコル下で観察した。ス
テージを回転させたところある回転角で消光位、即ち片
方の偏光板に入射した光が、他方の偏光板を透過せず、
あたかも光が遮断された状態が得られた。このことは液
晶材料が、層内及び層から層にわたって液晶分子の配向
ベクトルが同じ方向に配向したユニフォーム配向となっ
ていることを示している。The cell was gradually cooled to room temperature by the above method, and the orientation state of the cell was observed under a crossed Nicols with a polarizing microscope. When the stage is rotated, the extinction position at a certain rotation angle, that is, light incident on one polarizing plate does not pass through the other polarizing plate,
As if the light was blocked. This indicates that the liquid crystal material has a uniform orientation in which the orientation vectors of the liquid crystal molecules are oriented in the same direction in the layer and from layer to layer.
【0240】また消光位の状態から20°程ステージを
回してみると、顕微鏡の視野中に複屈折による光漏れを
生じないで、黒状態のままの部分が点在していた。この
部分は樹脂がカラム状に分離析出していることを示して
いる。When the stage was turned by about 20 ° from the state of the extinction position, light was not leaked due to birefringence in the visual field of the microscope, and portions in the black state were scattered. This portion indicates that the resin is separated and precipitated in a column shape.
【0241】次に上記液晶材料中に混合した高分子樹脂
を硬化させるため紫外線を照射した。光源は定格150
WのHg−Xeランプを使用したもので、照射強度が3
〜30mW/cm2 、ここでは10mW/cm2 となる
ような位置にセルを設置し照射した。照射時間は0. 5
〜5min、ここでは1minとした。Next, ultraviolet rays were irradiated to cure the polymer resin mixed in the liquid crystal material. Light source is rated 150
A Hg-Xe lamp of W was used, and the irradiation intensity was 3
The cell was placed and irradiated at a position such that it became 30 mW / cm 2 , here 10 mW / cm 2 . Irradiation time is 0.5
55 min, here 1 min.
【0242】紫外線照射後、液晶セルの配向状態を上記
と同様に偏光顕微鏡下で観察したが配向状態はほとんど
変化しなかった。紫外線照射の配向状態に対する影響は
見られなかった。After the ultraviolet irradiation, the alignment state of the liquid crystal cell was observed under a polarizing microscope in the same manner as described above, but the alignment state hardly changed. No effect on the orientation of the UV irradiation was observed.
【0243】上記配向状態でのコントラスト比を測定し
た。測定方法はハロゲンランプを宇光源とする偏光顕微
鏡において、直交ニコル下で±30V、5Hzの三角波
をセルの電極間に印加し、セルの透過光強度をフォトマ
ルチプライヤーで検出するものである。コントラスト比
は120であった。The contrast ratio in the above alignment state was measured. The measuring method is such that a triangular wave of ± 30 V and 5 Hz is applied between the electrodes of a cell under a crossed Nicols in a polarizing microscope using a halogen lamp as a light source, and the transmitted light intensity of the cell is detected by a photomultiplier. The contrast ratio was 120.
【0244】次に、上記セルのスイッチング過程を上記
と同じ光学系にて観察した。セルには周波数の低い三角
波を印加した。明暗のスイッチングは、従来の強誘電性
液晶電気光学装置に見られたドメイン生成を伴うスイッ
チングとは異なり電界強度に依存して全体の透過光量が
一様に変化するスイッチングであった。Next, the switching process of the cell was observed with the same optical system as described above. A triangular wave having a low frequency was applied to the cell. The light / dark switching is different from the switching involving domain generation observed in the conventional ferroelectric liquid crystal electro-optical device, and is a switching in which the entire transmitted light amount changes uniformly depending on the electric field intensity.
【0245】そこで、コントラスト−電圧特性を測定し
た。測定方法はまず直流20V印加時にセルを消光位に
合わせ、次に一端電圧を0Vとして電圧を20Vまで増
加させていったときの透過光強度の変化を示したもので
ある。その結果を図11に示す。本発明のセルの特性値
は□プロットで示したが、しきい値が約0.8Vとなっ
た。Thus, the contrast-voltage characteristics were measured. The measurement method shows the change in the transmitted light intensity when the cell is adjusted to the extinction position when a direct current of 20 V is applied, and then the voltage is increased to 20 V with the voltage at one end set to 0 V. The result is shown in FIG. The characteristic value of the cell of the present invention is shown by a square plot, and the threshold value was about 0.8 V.
【0246】また、電界方向反転時の液晶材料の応答性
を測定した。駆動波形及びコントラストの変化の様子を
図12に示す。このとき駆動波形は±3V、5Hzの矩
形波であった。本実施例の装置の応答波形1401は矩
形波の極性反転後急峻な立ち上がりを示す一段応答にな
った。The response of the liquid crystal material at the time of reversing the direction of the electric field was measured. FIG. 12 shows how the drive waveform and the contrast change. At this time, the driving waveform was a rectangular wave of ± 3 V, 5 Hz. The response waveform 1401 of the apparatus according to the present embodiment has a one-step response showing a sharp rise after the polarity inversion of the rectangular wave.
【0247】更に、液晶材料の応答性の電圧依存性を調
べた。駆動波形は矩形波5Hzであった。その結果を図
13中の□プロットで示す。本発明のセルでは低電圧領
域においても約1msecと速い応答速度を示す。また
対数座標において電圧及び応答速度が線型の関係を有し
ている。すなわち、電界強度と応答速度が常に一定の関
係にある。これは本実施例のセルがゴールドストーンモ
ードで動作していることを示唆している。Further, the voltage dependence of the response of the liquid crystal material was examined. The driving waveform was a rectangular wave of 5 Hz. The results are shown by the □ plot in FIG. The cell of the present invention has a fast response speed of about 1 msec even in a low voltage region. In the logarithmic coordinates, the voltage and the response speed have a linear relationship. That is, the electric field strength and the response speed always have a fixed relationship. This suggests that the cell of this embodiment operates in the goldstone mode.
【0248】次に、電流電圧特性を測定した。図14は
±30V、5Hzの三角波を液晶セルに印加しそのとき
の電極間に流れる電流の値を測定したものである。図に
示すように、電極間の容量成分1601及び強誘電性液
晶材料の有する自発分極が電界の極性変化に伴い、反転
する際に流れる電流1602以外は電流成分はなかっ
た。Next, current-voltage characteristics were measured. FIG. 14 shows the results obtained by applying a triangular wave of ± 30 V and 5 Hz to the liquid crystal cell and measuring the value of the current flowing between the electrodes at that time. As shown in the figure, there was no current component other than the current component 1601 flowing when the capacitance component 1601 between the electrodes and the spontaneous polarization of the ferroelectric liquid crystal material were reversed due to the change in the polarity of the electric field.
【0249】次に、上記セルのパルスメモリー性を調べ
た。駆動波形はパルス幅が200μm、フレーム幅が2
0msであった。パルスメモリー性はほとんど無かっ
た。Next, the pulse memory property of the above cell was examined. The driving waveform has a pulse width of 200 μm and a frame width of 2
It was 0 ms. There was almost no pulse memory property.
【0250】また、このセルを用い、外部にFETによ
る駆動回路を接続し、アクティブ駆動を行った場合の電
極間電圧および光学応答を図15に示す。駆動波形は、
電圧14V、パルス幅1μs、フレーム幅16msであ
る。図15に示すように良好な光学応答性となってお
り、この時のコントラスト比はフレーム終了時に120
であった。FIG. 15 shows the inter-electrode voltage and the optical response in the case where active driving is performed by using this cell and connecting a driving circuit with an external FET. The driving waveform is
The voltage is 14 V, the pulse width is 1 μs, and the frame width is 16 ms. As shown in FIG. 15, the optical response is good, and the contrast ratio at this time is 120 at the end of the frame.
Met.
【0251】また、液晶セルの全体を肉眼でみると、樹
脂の存在は全く分からなかった。When the entire liquid crystal cell was examined with the naked eye, no resin was found.
【0252】基板をはがして、液晶をアルコールで洗浄
除去した後、基板上に残存する樹脂を走査型電子顕微鏡
で観察すると、両基板を固定していたカラム状の樹脂を
観察する事が出来た。硬化した樹脂は、樹脂や液晶材料
の種類や硬化条件にもよるが、ここでは殆どの場合、側
面から見た形が台形または長方形を有し、上面の断面
(基板に垂直方向から見た面)が丸みをおびた正方形ま
たは長方形あるいは円形、楕円形を有し、全体として台
地状をしている。これらの樹脂は、上面の断面の大きさ
(円形状の場合は直径)が数μm〜数十μ程度であり、
その高さは基板間隔と等しい。高さが太さの1/10程
度のものから上面断面の大きさと高さが殆ど等しいサイ
コロ状のものもある。After the substrate was peeled off and the liquid crystal was washed off with alcohol, the resin remaining on the substrate was observed with a scanning electron microscope. As a result, the columnar resin fixing both substrates could be observed. . The cured resin depends on the type of the resin and the liquid crystal material and the curing conditions, but in this case, in most cases, the shape viewed from the side is a trapezoid or a rectangle, and the cross section of the upper surface (the surface viewed from the direction perpendicular to the substrate). ) Has a rounded square or rectangular shape, a circular shape, or an elliptical shape, and has a plateau shape as a whole. These resins have a cross-sectional size (diameter in the case of a circular shape) of the upper surface of about several μm to several tens μ,
Its height is equal to the substrate spacing. There is also a dice shape having a height of about 1/10 of the thickness to a size almost equal to the height of the cross section of the upper surface.
【0253】この樹脂の形状は、液晶材料の相転移系列
や徐冷速度等によっても変化する。不定形のものや一軸
配向方向に樹脂の長軸ができるものもある。またこのカ
ラム状に硬化した樹脂の存在する間隔は10〜100μ
m程度であった。The shape of the resin also changes depending on the phase transition sequence of the liquid crystal material, the slow cooling rate, and the like. There is also an amorphous resin or a resin having a long axis in the uniaxial orientation direction. In addition, the interval at which the resin cured in the column exists is 10 to 100 μm.
m.
【0254】更に、表面の樹脂膜の状態をより詳細に見
るため、上記方法により作製した基板をアルコール洗浄
した後、原子間力顕微鏡(AFM)により観察した。こ
れによれば、配向膜表面に高分子樹脂の被膜が形成され
ていた。被膜の厚さは作製条件にもよるが、約10〜3
0nm程度であり、微少な凹凸を有していた。ほとんど
樹脂膜がないと思われる部分や50nm程度の厚さを有
する部分もあった。Further, in order to see the state of the resin film on the surface in more detail, the substrate produced by the above method was washed with alcohol, and then observed with an atomic force microscope (AFM). According to this, a coating of a polymer resin was formed on the surface of the alignment film. The thickness of the coating depends on the manufacturing conditions, but is about 10 to 3
It was about 0 nm and had fine irregularities. There were also portions that seemed to have almost no resin film and portions having a thickness of about 50 nm.
【0255】また、比較のため樹脂が含まれていない以
外は、セル構成及び液晶材料が同じセルについても上記
と同様の測定を行った。まず、三角波によるスイッチン
グ過程の観察ではドメインの発生を伴ったスイッチング
となった。また、透過光強度の電圧依存性は図11中○
プロットに示すようにしきい値が約2Vであった。ま
た、電界極性反転時の応答は図12の1402に示すよ
うに初めの立ち上がりは急峻であったものが途中から緩
慢な変化となる、2段階応答を示した。また、応答速度
の電圧依存性を調べると、図13中○プロットに示すよ
うに3V以下の電圧としたとき応答速度が急に遅くなり
電界強度と応答速度の関係は線型ではなかった。For comparison, the same measurement as described above was performed for cells having the same cell configuration and liquid crystal material except that no resin was contained. First, the observation of the switching process using a triangular wave showed that the switching was accompanied by the generation of domains. In addition, the voltage dependence of the transmitted light intensity is shown by a circle in FIG.
The threshold was about 2V as shown in the plot. In addition, the response at the time of inversion of the electric field polarity showed a two-step response in which although the initial rise was steep as shown by 1402 in FIG. Further, when the voltage dependence of the response speed was examined, the response speed suddenly decreased when the voltage was set to 3 V or less, as indicated by a plot in FIG. 13, and the relationship between the electric field intensity and the response speed was not linear.
【0256】また、電流電圧特性を測定すると図16に
示すように、電極間の容量成分1801、自発分極が電
界極性の変化に伴って反転する時に発生する電流成分1
802の他に、余分な電流成分を示すピーク1803が
見られた。また電流成分1802は本発明構成の装置と
比較してピーク値は下がりかつ幅が広くなり、応答速度
が低下していることがわかる。一方、パルスメモリー性
は比較的良好であった。When the current-voltage characteristics are measured, as shown in FIG. 16, the capacitance component 1801 between the electrodes and the current component 1 generated when the spontaneous polarization reverses with the change in the polarity of the electric field.
In addition to 802, a peak 1803 indicating an extra current component was observed. In addition, it can be seen that the current component 1802 has a lower peak value and a wider width as compared with the device having the configuration of the present invention, and the response speed is reduced. On the other hand, the pulse memory property was relatively good.
【0257】〔実施例4〕ここではスイッチング素子と
して結晶性シリコンTFTを各画素に設けたアクティブ
マトリクス駆動型の装置の例を、図9と対応させて示
す。[Embodiment 4] An example of an active matrix drive type device in which a crystalline silicon TFT is provided for each pixel as a switching element is shown in correspondence with FIG.
【0258】基板1102としてコーニング7059ガ
ラス板(300×300mm、厚さ1.1mm)上の酸
化珪素膜(図示せず)上に、水素還元雰囲気下で600
℃48時間の加熱アニールによりアモルファスシリコン
膜を結晶化して形成した移動度100(cm2 /Vs)
を有するNチャネル型の結晶性シリコンTFT110
5、ITO(酸化インジューム・スズ)で画素電極11
04、クロム/アルミニウムの多層膜で信号電極、走査
電極を、640×480画素のマトリクスを構成して設
けた。As a substrate 1102, a silicon oxide film (not shown) on a Corning 7059 glass plate (300 × 300 mm, thickness 1.1 mm) was coated on a silicon oxide film (not shown) in a hydrogen reducing atmosphere.
Mobility of 100 (cm 2 / Vs) formed by crystallizing an amorphous silicon film by heat annealing at 48 ° C. for 48 hours
Channel type crystalline silicon TFT 110 having
5. Pixel electrode 11 made of ITO (indium tin oxide)
04, a signal electrode and a scanning electrode were provided in a matrix of 640 × 480 pixels by a chromium / aluminum multilayer film.
【0259】次に対向する基板1101として青板ガラ
ス基板上にITOを1200Åスパッタ法により成膜し
て対向電極を形成した。電極材料としては他にSnO2
(酸化スズ)などが使用できる。また基板材料としては
ガラス、石英等の無機性材料やアクリル樹脂、ポリエチ
レン樹脂等の有機性材料が使用できる。Next, as a facing substrate 1101, ITO was deposited on a blue glass substrate by a 1200 ° sputtering method to form a facing electrode. Other electrode materials include SnO 2
(Tin oxide) can be used. As the substrate material, an inorganic material such as glass or quartz, or an organic material such as an acrylic resin or a polyethylene resin can be used.
【0260】この対向電極を形成した基板のみに配向膜
1106を形成していわゆる片側配向とした。配向膜材
料としてポリイミド系もしくはポリアミド系の樹脂、ま
たは、ポリビニルアルコール等の樹脂を使用できる。ポ
リイミド系の樹脂としては例えばLQ−5200(日立
化成製)、LP−64(東レ製)、RN−305(日産
化学製)等であり、ここではLP−64を使用した。配
向膜はn−メチル−2−ピロリドン等の溶媒により希釈
しスピンコート法により塗布した。塗布した基板は25
0〜300℃、ここでは280℃で2. 5時間加熱し溶
媒を乾燥させ、塗膜をイミド化し硬化させた。硬化後の
膜厚は300Åであった。An alignment film 1106 was formed only on the substrate on which the counter electrode was formed, so that a so-called one-sided alignment was obtained. As the alignment film material, a polyimide or polyamide resin or a resin such as polyvinyl alcohol can be used. Examples of the polyimide-based resin include LQ-5200 (manufactured by Hitachi Chemical), LP-64 (manufactured by Toray), RN-305 (manufactured by Nissan Chemical Industries), and the like. Here, LP-64 was used. The orientation film was diluted with a solvent such as n-methyl-2-pyrrolidone and applied by spin coating. 25 coated substrates
The solvent was dried by heating at 0 to 300 ° C., here 280 ° C. for 2.5 hours, and the coating film was imidized and cured. The film thickness after curing was 300 °.
【0261】液晶材料を一軸配向して液晶材料の層を基
板に垂直あるいは傾斜して配列させるため、配向膜にラ
ビング法により一軸配向規制力を付与した。ラビングは
通常の方法と同様に、レーヨン、綿等の布が巻いてある
直径130mmのローラーで450〜900rpm、こ
こでは450rpmの回転数で一方向に擦った。ロール
押し込み高さは0.1mm、ステージ速度は20mm/
secで行った。In order to uniaxially align the liquid crystal material and arrange the layers of the liquid crystal material perpendicularly or obliquely to the substrate, a uniaxial alignment regulating force was applied to the alignment film by a rubbing method. The rubbing was rubbed in one direction with a roller having a diameter of 130 mm around which a cloth such as rayon or cotton was wound at 450 to 900 rpm, here 450 rpm, in the same manner as in the usual method. Roll indentation height is 0.1mm, stage speed is 20mm /
sec.
【0262】基板間隔としては1〜10μm、スペーサ
材料としてはシリカまたはアルミナ等が適当である。こ
こでは該セルの間隔を一定にするためスペーサーとし
て、配向膜が塗布されている側の基板には直径1. 5μ
mの真絲球(触媒化成製)(図示せず)を散布した。ま
た、他方の基板上には、該2枚の基板を固定するため
に、シール剤として基板の周辺に2液製のエポキシ系接
着剤をスクリーン印刷により印刷塗布し、その後2枚の
基板を接着固定した。The spacing between the substrates is preferably 1 to 10 μm, and the spacer material is suitably silica or alumina. Here, a 1.5 μm diameter substrate is used as a spacer on the side on which the alignment film is applied in order to keep the cell interval constant.
m mushroom balls (not shown) were sprayed. On the other substrate, a two-liquid epoxy adhesive is applied by screen printing as a sealant around the substrate in order to fix the two substrates, and then the two substrates are bonded. Fixed.
【0263】上記セルには液晶材料1108及び未硬化
の高分子樹脂の混合物を注入した。液晶材料としてフェ
ニルピリミジン系の強誘電性液晶を使用した。相系列は
Iso-SmA-SmC*-Cryを取った。また、高分子樹脂としては
市販の紫外線硬化型の樹脂を使用した。高分子樹脂は、
混合体を注入する時の液晶材料との分離を防ぐことを目
的として、液晶材料との相溶性が高くなるように、モノ
マー量が重量比で90%を占めるものを使用した。液晶
材料中の未硬化高分子樹脂の濃度としては、樹脂が多量
に含まれると上下の基板間に樹脂柱が形成され開口率が
低下するため、少量の方が良く、重量比で95:5の割
合で混合した。該混合物は均一に混ざるようにIso相
になる温度で攪拌した。該混合物はIso相からSmA
相への転移点が液晶材料のみの場合より、5℃低下し
た。A mixture of the liquid crystal material 1108 and the uncured polymer resin was injected into the cell. A phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal was used as a liquid crystal material. The phase series is
Iso-SmA-SmC * -Cry was taken. As the polymer resin, a commercially available ultraviolet-curable resin was used. Polymer resin is
In order to prevent the liquid crystal material from being separated from the liquid crystal material when the mixture is injected, a material having a monomer amount of 90% by weight was used so as to increase the compatibility with the liquid crystal material. As the concentration of the uncured polymer resin in the liquid crystal material, if a large amount of resin is contained, resin columns are formed between the upper and lower substrates and the aperture ratio is reduced. At a rate of The mixture was stirred at a temperature at which it became an Iso phase so as to mix uniformly. The mixture was separated from the Iso phase by SmA
The transition point to the phase was 5 ° C. lower than in the case where only the liquid crystal material was used.
【0264】上記混合物の注入は、液晶セル及び混合物
を、混合物がIso相を示す100℃とし真空下で行っ
た。注入後、液晶セルをSmC* 相まで冷却するが、セ
ルを急速にSmC* 相まで転移させると配向欠陥が多量
に発生するので、降温レートとして2〜20℃/hr、
ここでは3℃/hrの割合で徐冷した。The mixture was injected into the liquid crystal cell and the mixture under vacuum at 100 ° C. where the mixture showed an Iso phase. After the injection, the liquid crystal cell is cooled down to the SmC * phase. However, when the cell is rapidly transferred to the SmC * phase, a large number of alignment defects are generated.
Here, it was gradually cooled at a rate of 3 ° C./hr.
【0265】前記方法で室温までセルを徐冷し、セルの
配向状態を、偏光顕微鏡で直交ニコル下で観察した。ス
テージを回転させたところある回転角で消光位、即ち片
方の偏光板に入射した光が、他方の偏光板を透過せず、
あたかも光が遮断された状態が得られた。このことは液
晶材料が、層内及び層から層にわたって液晶分子の配向
ベクトルが同じ方向に配向したユニフォーム配向となっ
ていることを示している。The cell was gradually cooled to room temperature by the above method, and the orientation state of the cell was observed under a crossed Nicols with a polarizing microscope. When the stage is rotated, the extinction position at a certain rotation angle, that is, light incident on one polarizing plate does not pass through the other polarizing plate,
As if the light was blocked. This indicates that the liquid crystal material has a uniform orientation in which the orientation vectors of the liquid crystal molecules are oriented in the same direction in the layer and from layer to layer.
【0266】また消光位の状態から20°程ステージを
回してみると、顕微鏡の視野中に複屈折による光漏れを
生じないで、黒状態のままの部分が点在していた。この
部分は樹脂がカラム状に分離析出していることを示して
いる。When the stage was turned by about 20 ° from the state of the extinction position, light was not leaked due to birefringence in the visual field of the microscope, and portions in the black state were scattered. This portion indicates that the resin is separated and precipitated in a column shape.
【0267】次に上記液晶材料中に混合した高分子樹脂
を硬化させるため紫外線を照射した。光源は定格150
WのHg−Xeランプを使用したもので、照射強度が3
〜30mW/cm2 、ここでは10mW/cm2 となる
ような位置にセルを設置し照射した。照射時間は0. 5
〜5min、ここでは1minとした。Next, ultraviolet rays were irradiated to cure the polymer resin mixed in the liquid crystal material. Light source is rated 150
A Hg-Xe lamp of W was used, and the irradiation intensity was 3
The cell was placed and irradiated at a position such that it became 30 mW / cm 2 , here 10 mW / cm 2 . Irradiation time is 0.5
55 min, here 1 min.
【0268】紫外線照射後、液晶セルの配向状態を上記
と同様に偏光顕微鏡下で観察したが配向状態はほとんど
変化しなかった。紫外線照射の配向状態に対する影響は
見られなかった。このときカラム状の樹脂は上下の基板
を接着し基板間の距離の拡大を防いでおり、大面積化し
ても液晶材料の層構造の崩れを防ぐことができる。After the ultraviolet irradiation, the alignment state of the liquid crystal cell was observed under a polarizing microscope in the same manner as described above, but the alignment state hardly changed. No effect on the orientation of the UV irradiation was observed. At this time, the columnar resin adheres the upper and lower substrates to prevent an increase in the distance between the substrates, and can prevent the layer structure of the liquid crystal material from being broken even when the area is increased.
【0269】このようにして作製した装置はコントラス
ト比が約120を有していた。低周波の三角波を電極間
に印加して偏光顕微鏡でスイッチング状態を観察したと
ころ、ドメイン生成を伴わずに電極印加領域が一様に透
過光量が変化した。The device manufactured in this manner had a contrast ratio of about 120. When a switching state was observed with a polarizing microscope while applying a low-frequency triangular wave between the electrodes, the amount of transmitted light was uniformly changed in the electrode-applied region without domain generation.
【0270】両基板に偏光板1109、1110を貼
り、駆動回路を接続して液晶電気光学装置を完成させ
た。1画面の書換えを1/60秒で行ない、印加電圧の
大きさを制御することにより256階調表示を実現でき
た。The polarizing plates 1109 and 1110 were attached to both substrates, and a driving circuit was connected to complete a liquid crystal electro-optical device. Rewriting of one screen was performed in 1/60 second, and 256 gradation display was realized by controlling the magnitude of the applied voltage.
【0271】上記方法により作製した基板をアルコール
洗浄した後、原子間力顕微鏡(AFM)により観察した
ところ配向膜表面、画素電極表面ともに高分子樹脂の被
膜が約10〜30nmの厚さに形成されていた。After the substrate prepared by the above method was washed with alcohol and observed with an atomic force microscope (AFM), a polymer resin film was formed to a thickness of about 10 to 30 nm on both the alignment film surface and the pixel electrode surface. I was
【0272】なお、本実施例においては、画素に接続す
るスイッチング素子としてNチャネル型の薄膜トランジ
スタを用いたが、Pチャネル型であっても、あるいはP
チャネル型薄膜トランジスタとNチャネル型薄膜トラン
ジスタとを用いて相補型に構成してもよい。またMIM
ダイオード等の非線型素子を用いた構成としてもよい。In this embodiment, an N-channel type thin film transistor is used as a switching element connected to a pixel.
A complementary structure may be used by using a channel thin film transistor and an N channel thin film transistor. Also MIM
A configuration using a non-linear element such as a diode may be used.
【0273】〔実施例5〕本実施例では、スイッチング
素子として結晶性シリコンTFTを各画素に設けたアク
ティブマトリクス駆動型の装置を作製し、かつフレーム
階調表示を行った例を示す。構成は図17と対応させて
いる。[Embodiment 5] In this embodiment, an example in which an active matrix drive type device in which a crystalline silicon TFT is provided for each pixel as a switching element is manufactured and frame gradation display is performed. The configuration corresponds to FIG.
【0274】基板2102としてコーニング7059ガ
ラス板(300×300mm、厚さ1.1mm)上の酸
化珪素膜(図示せず)上に、水素還元雰囲気下で600
℃48時間の加熱アニールによりアモルファスシリコン
膜を結晶化して形成した移動度100(cm2 /Vs)
を有するNチャネル型の結晶性シリコンTFT210
5、ITO(酸化インジューム・スズ)で画素電極21
04、クロム/アルミニウムの多層膜で信号電極、走査
電極を、640×480画素のマトリクスを構成して設
けた。As a substrate 2102, a silicon oxide film (not shown) on a Corning 7059 glass plate (300 × 300 mm, 1.1 mm thick)
Mobility of 100 (cm 2 / Vs) formed by crystallizing an amorphous silicon film by heat annealing at 48 ° C. for 48 hours
-Channel type crystalline silicon TFT 210 having GaN
5. Pixel electrode 21 made of ITO (indium tin oxide)
04, a signal electrode and a scanning electrode were provided in a matrix of 640 × 480 pixels by a chromium / aluminum multilayer film.
【0275】次に対向する基板2101として青板ガラ
ス基板上にITOを1200Åスパッタ法により成膜し
て対向電極を形成した。電極材料としては他に他にSn
O2(酸化スズ)などが使用できる。また基板材料とし
てはガラス、石英等の無機性材料やアクリル樹脂、ポリ
エチレン樹脂等の有機性材料が使用できる。Next, as a facing substrate 2101, ITO was deposited on a blue glass substrate by a 1200 ° sputtering method to form a facing electrode. Other electrode materials include Sn
O 2 (tin oxide) or the like can be used. As the substrate material, an inorganic material such as glass or quartz, or an organic material such as an acrylic resin or a polyethylene resin can be used.
【0276】この対向電極を形成した基板のみに配向膜
2106を形成していわゆる片側配向とした。配向膜材
料としてポリイミド系もしくはポリアミド系の樹脂、ま
たは、ポリビニルアルコール等の樹脂を使用できる。ポ
リイミド系の樹脂としては例えばLQ−5200(日立
化成製)、LP−64(東レ製)、RN−305(日産
化学製)等であり、ここではLP−64を使用した。配
向膜はn−メチル−2−ピロリドン等の溶媒により希釈
しスピンコート法により塗布した。塗布した基板は25
0〜300℃、ここでは280℃で2. 5時間加熱し溶
媒を乾燥させ、塗膜をイミド化し硬化させた。硬化後の
膜厚は300Åであった。An alignment film 2106 was formed only on the substrate on which the counter electrode was formed, so that a so-called one-sided alignment was obtained. As the alignment film material, a polyimide or polyamide resin or a resin such as polyvinyl alcohol can be used. Examples of the polyimide-based resin include LQ-5200 (manufactured by Hitachi Chemical), LP-64 (manufactured by Toray), RN-305 (manufactured by Nissan Chemical Industries), and the like. Here, LP-64 was used. The orientation film was diluted with a solvent such as n-methyl-2-pyrrolidone and applied by spin coating. 25 coated substrates
The solvent was dried by heating at 0 to 300 ° C., here 280 ° C. for 2.5 hours, and the coating film was imidized and cured. The film thickness after curing was 300 °.
【0277】液晶材料を一軸配向して液晶材料の層を基
板に垂直あるいは傾斜して配列させるため、配向膜にラ
ビング法により一軸配向規制力を付与した。ラビングは
通常の方法と同様に、レーヨン、綿等の布が巻いてある
直径130mmのローラーで450〜900rpm、こ
こでは450rpmの回転数で一方向に擦った。ロール
押し込み高さは0.1mm、ステージ速度は20mm/
secで行った。In order to uniaxially align the liquid crystal material and arrange the liquid crystal material layers perpendicularly or obliquely to the substrate, a uniaxial alignment regulating force was applied to the alignment film by a rubbing method. The rubbing was rubbed in one direction with a roller having a diameter of 130 mm around which a cloth such as rayon or cotton was wound at 450 to 900 rpm, here 450 rpm, in the same manner as in the usual method. Roll indentation height is 0.1mm, stage speed is 20mm /
sec.
【0278】基板間隔としては1〜10μm、スペーサ
材料としてはシリカまたはアルミナ等が適当である。こ
こでは該セルの間隔を一定にするためスペーサーとし
て、配向膜が塗布されている側の基板には直径1. 5μ
mの真絲球(触媒化成製)(図示せず)を散布した。ま
た、他方の基板上には、該2枚の基板を固定するため
に、シール剤として基板の周辺に2液製のエポキシ系接
着剤をスクリーン印刷により印刷塗布し、その後2枚の
基板を接着固定した。The distance between the substrates is preferably 1 to 10 μm, and the spacer material is preferably silica or alumina. Here, a 1.5 μm diameter substrate is used as a spacer on the side on which the alignment film is applied in order to keep the cell interval constant.
m mushroom balls (not shown) were sprayed. On the other substrate, a two-liquid epoxy adhesive is applied by screen printing as a sealant around the substrate in order to fix the two substrates, and then the two substrates are bonded. Fixed.
【0279】上記セルには液晶材料2108及び未硬化
の高分子樹脂の混合物を注入した。液晶材料としてフェ
ニルピリミジン系の強誘電性液晶を使用した。相系列は
Iso-SmA-SmC*-Cryを取った。また、高分子樹脂としては
市販の紫外線硬化型の樹脂を使用した。高分子樹脂は、
混合体を注入する時の液晶材料との分離を防ぐことを目
的として、液晶材料との相溶性が高くなるように、モノ
マー量が重量比で90%を占めるものを使用した。液晶
材料中の未硬化高分子樹脂の濃度としては、樹脂が多量
に含まれると上下の基板間に樹脂柱が形成され開口率が
低下するため、少量の方が良く、重量比で95:5の割
合で混合した。該混合物は均一に混ざるようにIso相
になる温度で攪拌した。該混合物はIso相からSmA
相への転移点が液晶材料のみの場合より、5℃低下し
た。A mixture of a liquid crystal material 2108 and an uncured polymer resin was injected into the cell. A phenylpyrimidine-based ferroelectric liquid crystal was used as a liquid crystal material. The phase series is
Iso-SmA-SmC * -Cry was taken. As the polymer resin, a commercially available ultraviolet-curable resin was used. Polymer resin is
In order to prevent the liquid crystal material from being separated from the liquid crystal material when the mixture is injected, a material having a monomer amount of 90% by weight was used so as to increase the compatibility with the liquid crystal material. As the concentration of the uncured polymer resin in the liquid crystal material, if a large amount of resin is contained, resin columns are formed between the upper and lower substrates and the aperture ratio is reduced. At a rate of The mixture was stirred at a temperature at which it became an Iso phase so as to mix uniformly. The mixture was separated from the Iso phase by SmA
The transition point to the phase was 5 ° C. lower than in the case where only the liquid crystal material was used.
【0280】上記混合物の注入は、液晶セル及び混合物
を、混合物がIso相を示す100℃とし真空下で行っ
た。注入後、液晶セルをSmC* 相まで冷却するが、セ
ルを急速にSmC* 相まで転移させると配向欠陥が多量
に発生するので、降温レートとして2〜20℃/hr、
ここでは3℃/hrの割合で徐冷した。The above mixture was injected into the liquid crystal cell and the mixture at a temperature of 100 ° C. at which the mixture showed an Iso phase, and the mixture was injected under vacuum. After the injection, the liquid crystal cell is cooled down to the SmC * phase. However, when the cell is rapidly transferred to the SmC * phase, a large number of alignment defects are generated.
Here, it was gradually cooled at a rate of 3 ° C./hr.
【0281】前記方法で室温までセルを徐冷し、セルの
配向状態を、偏光顕微鏡で直交ニコル下で観察した。ス
テージを回転させたところある回転角で消光位、即ち片
方の偏光板に入射した光が、他方の偏光板を透過せず、
あたかも光が遮断された状態が得られた。このことは液
晶材料が、層内及び層から層にわたって液晶分子の配向
ベクトルが同じ方向に配向したユニフォーム配向となっ
ていることを示している。The cell was gradually cooled to room temperature by the above method, and the orientation state of the cell was observed under a crossed Nicols with a polarizing microscope. When the stage is rotated, the extinction position at a certain rotation angle, that is, light incident on one polarizing plate does not pass through the other polarizing plate,
As if the light was blocked. This indicates that the liquid crystal material has a uniform orientation in which the orientation vectors of the liquid crystal molecules are oriented in the same direction in the layer and from layer to layer.
【0282】また消光位の状態から20°程ステージを
回してみると、顕微鏡の視野中に複屈折による光漏れを
生じないで、黒状態のままの部分が点在していた。この
部分は樹脂がカラム状に分離析出していることを示して
いる。When the stage was turned by about 20 ° from the state of the extinction position, light was not leaked due to birefringence in the visual field of the microscope, and portions in the black state were scattered. This portion indicates that the resin is separated and precipitated in a column shape.
【0283】次に上記液晶材料中に混合した高分子樹脂
を硬化させるため紫外線を照射した。光源は定格150
WのHg−Xeランプを使用したもので、照射強度が3
〜30mW/cm2 、ここでは10mW/cm2 となる
ような位置にセルを設置し照射した。照射時間は0. 5
〜5min、ここでは1minとした。Next, an ultraviolet ray was irradiated to cure the polymer resin mixed in the liquid crystal material. Light source is rated 150
A Hg-Xe lamp of W was used, and the irradiation intensity was 3
The cell was placed and irradiated at a position such that it became 30 mW / cm 2 , here 10 mW / cm 2 . Irradiation time is 0.5
55 min, here 1 min.
【0284】紫外線照射後、液晶セルの配向状態を上記
と同様に偏光顕微鏡下で観察したが配向状態はほとんど
変化しなかった。紫外線照射の配向状態に対する影響は
見られなかった。このときカラム状の樹脂は上下の基板
を接着し基板間の距離の拡大を防いでおり、大面積化し
ても液晶材料の層構造の崩れを防ぐことができる。After the ultraviolet irradiation, the alignment state of the liquid crystal cell was observed under a polarizing microscope in the same manner as described above, but the alignment state hardly changed. No effect on the orientation of the UV irradiation was observed. At this time, the columnar resin adheres the upper and lower substrates to prevent an increase in the distance between the substrates, and can prevent the layer structure of the liquid crystal material from being broken even when the area is increased.
【0285】このようにして作製した装置はコントラス
ト比が約120を有していた。低周波の三角波を電極間
に印加して偏光顕微鏡でスイッチング状態を観察したと
ころ、ドメイン生成を伴わずに電極印加領域が一様に透
過光量が変化した。The device manufactured in this manner had a contrast ratio of about 120. When a switching state was observed with a polarizing microscope while applying a low-frequency triangular wave between the electrodes, the amount of transmitted light was uniformly changed in the electrode-applied region without domain generation.
【0286】また液晶セルの電極部分を肉眼で見る際に
は樹脂の存在は全くわからない。これらの結果から、表
示部の面積を樹脂材料が占める割合は0.1〜20%程
度であれば従来の装置と比較して遜色のないものとする
ことができる。When the electrode portion of the liquid crystal cell is viewed with the naked eye, the presence of the resin is completely unknown. From these results, if the ratio of the resin material occupying the area of the display portion is about 0.1 to 20%, it can be compared with the conventional device.
【0287】このようにして、均一な電極間距離を有す
るセルを作製することができた。完成したセルを垂直に
しても表示ムラ等は全く認識できなかった。基板の変形
等が生じることもなく、使用した強誘電性液晶の層構造
が壊れることもなかった。In this way, a cell having a uniform inter-electrode distance was manufactured. Even when the completed cell was made vertical, display unevenness and the like could not be recognized at all. There was no deformation of the substrate and the layer structure of the used ferroelectric liquid crystal was not broken.
【0288】また基板をアルコール洗浄した後、原子間
力顕微鏡(AFM)により観察したところ配向膜表面、
画素電極表面ともに高分子樹脂の被膜が約10〜30n
mの厚さに形成されていた。After the substrate was washed with alcohol, it was observed with an atomic force microscope (AFM).
Approximately 10-30 n of polymer resin film on both pixel electrode surfaces
m.
【0289】この液晶電気光学装置において、両基板に
偏光板2109、2110を貼り、デジタル階調駆動で
32階調の表示を行った。図18に、ここで用いた表示
方法における、1つの画素について注目した、ゲート電
圧VG 、ドレイン電圧VD 、画素電圧VLC、画素の透過
率TLCの変化を示す。まず、図18に示したように1フ
レームを5つのサブフレームによって構成する。各サブ
フレームの持続時間を第1フレームは0.5msec、
第2サブフレームは8msec、第3サブフレームは1
msec、第4サブフレームは4msec、第5サブフ
レームは2msecとし(図18では各サブフレーム間
を等間隔で表している)、1フレームは15.5mse
cとした。すなわち第1フレームの持続時間を最短持続
時間T0とすると、第2サブフレームは16T0 、以下
2T0 、8T0 、4T0 となり、これら5つのサブフレ
ームの持続時間の組み合わせで32階調が表示できる。In this liquid crystal electro-optical device, polarizers 2109 and 2110 were attached to both substrates, and 32 gradations were displayed by digital gradation driving. FIG. 18 shows changes in the gate voltage V G , the drain voltage V D , the pixel voltage V LC , and the pixel transmittance T LC focused on one pixel in the display method used here. First, one frame is composed of five subframes as shown in FIG. The duration of each subframe is 0.5 msec for the first frame,
The second subframe is 8 msec, the third subframe is 1
msec, the fourth sub-frame is 4 msec, and the fifth sub-frame is 2 msec (in FIG. 18, each sub-frame is shown at equal intervals), and one frame is 15.5 msec.
c. That is, assuming that the duration of the first frame is the shortest duration T 0 , the second sub-frame is 16T 0 , 2T 0 , 8T 0 , and 4T 0 , and 32 gradations are obtained by combining the durations of these five sub-frames. Can be displayed.
【0290】1サブフレーム内において、まず走査線に
ゲート電圧VG として矩形パルス信号を印加して1ライ
ン(横640個)の画素のTFTのゲート電極をONに
する。一方各TFTのドレイン電極に接続された信号線
には、正または負のいずれかの状態を示すパルス列がド
レイン電圧VD として印加される。このパルス列にはサ
ブフレーム間隔中の総走査数ここでは480個の情報が
含まれており、各情報は各ラインの走査に同期してい
る。480ライン全ての走査を行って全画素のONまた
はOFFの状態を決定し、1サブフレームを終了する。
前述のごとく各サブフレームの間隔は異なり、その間各
画素は、画素電位VLCが自然放電によって除々に0に近
づいていっているのにかかわらず、透過率TLCは一定に
保たれONまたはOFFの状態を維持する。本実施例に
おいては、この間の透過率TLCは極めて安定し、経時変
化等はなかった。[0290] In the 1 sub-frame, first the gate electrode of the TFT in the pixel of the gate voltage V G 1 by applying a rectangular pulse signal as a line (640 horizontal) to ON to the scanning line. On the other hand, is a signal line connected to the drain electrode of each TFT, the pulse train shown either a positive or negative status is applied as the drain voltage V D. This pulse train contains the total number of scans in the subframe interval, here 480 pieces of information, and each piece of information is synchronized with the scanning of each line. The scanning of all 480 lines is performed to determine the ON or OFF state of all the pixels, and one subframe ends.
As described above, the intervals between the sub-frames are different. During this time, regardless of the pixel potential VLC gradually approaching zero due to spontaneous discharge, the transmittance TLC is kept constant and the ON or OFF state is maintained. Maintain state. In this example, the transmittance TLC during this period was extremely stable, and there was no change with time.
【0291】このようにしてすべてのサブフレームを終
了したときに、1フレーム内での階調表示がデジタルで
実現できる。各TFTのゲート電極に印加する走査信号
のパルス幅は2μsecとし、パルスの波高は−15
V、ドレイン電極に印加するデータ信号は±10Vとし
た。この装置では表示のムラ、チラツキ等は全く現れ
ず、32階調でコントラスト比120を得た。In this way, when all the sub-frames have been completed, the gradation display within one frame can be realized digitally. The pulse width of the scanning signal applied to the gate electrode of each TFT is 2 μsec, and the pulse height of the pulse is −15.
V, the data signal applied to the drain electrode was ± 10V. In this device, no display unevenness, flickering or the like appeared at all, and a contrast ratio of 120 was obtained at 32 gradations.
【0292】ここでドレイン電極に印加するデータ信号
を±5Vとしても全く問題なく動作した。Here, even when the data signal applied to the drain electrode was ± 5 V, the operation was performed without any problem.
【0293】また、フレーム数による階調表示を行なわ
ず、1画面の書換えを1/60秒で行ない、電界強度を
変化させる、すなわち印加電圧の大きさを制御すること
によって32階調表示を行なったところ極めて明確な階
調表示を得た。Also, without performing the gradation display by the number of frames, one screen is rewritten in 1/60 second, and the electric field intensity is changed, that is, 32 gradation display is performed by controlling the magnitude of the applied voltage. As a result, a very clear gradation display was obtained.
【0294】また、フレーム数によって16階調、印可
電圧によって16階調の表示を行い、256階調の表示
を行なうこともできた。In addition, 16 gradations were displayed according to the number of frames, and 16 gradations were displayed according to the applied voltage, so that 256 gradations could be displayed.
【0295】なお、本実施例においては、画素に接続す
るスイッチング素子としてNチャネル型の薄膜トランジ
スタを用いたが、Pチャネル型であっても、あるいはP
チャネル型薄膜トランジスタとNチャネル型薄膜トラン
ジスタとを用いて相補型に構成してもよい。またMIM
ダイオード等の非線型素子を用いた構成としてもよい。In this embodiment, an N-channel type thin film transistor is used as a switching element connected to a pixel.
A complementary structure may be used by using a channel thin film transistor and an N channel thin film transistor. Also MIM
A configuration using a non-linear element such as a diode may be used.
【0296】本実施例においては図19に示すような、
1つの薄膜トランジスタ(TFT)を1つの画素に用い
て、各TFTのゲート電極が接続された走査電極に信号
を印加して1ラインのTFTをオンにし、ソースまたは
ドレイン電極が接続された信号電極により透過、非透過
の信号または階調信号を印加して表示を行なう一般的な
駆動方式を用いた。In this embodiment, as shown in FIG.
One thin film transistor (TFT) is used for one pixel, a signal is applied to a scanning electrode connected to a gate electrode of each TFT to turn on one line of TFTs, and a signal electrode connected to a source or drain electrode is used. A general driving method for performing display by applying a transmission / non-transmission signal or a gradation signal was used.
【0297】本発明はこの方式以外に、例えば図20に
示すような、TFTを2つ用いて各画素毎に書換えを行
なう駆動方式に対しても有効である。In addition to this method, the present invention is also effective for a driving method in which rewriting is performed for each pixel using two TFTs as shown in FIG. 20, for example.
【0298】〔実施例6〕10cm□のガラス基板に電極
材料であるインジウム・チン・オキサイド(ITOと省
略する)をスパッタ法や蒸着法にて500〜2000
Å、本実施例では1000Åの膜厚に成膜し、通常のフ
ォトリソ工程で電極をストライプ状にパターニングし
た。この基板上にスピンコート法でポリイミドを塗布
し、280℃で焼成した。ポリイミドとしては日産化学
製RN−305、東レ製LP−64を用いた。ポリイミ
ド膜厚は100〜800Å、本実施例では150Åであ
った。この基板にラビング処理を施して一軸配向処理を
行った。この基板を2枚作製し、一方の基板上には、シ
リカ粒子である触媒化成製真し球をスペーサーとして散
布し、一方の基板上には、エポキシ樹脂製のシール材を
スクリーン印刷にて形成した。両基板は電極間距離を約
1.5μmとして、ストライプ状の電極が互いに直交す
るように貼り合わせて、画素数が640×480の単純
マトリクス型のセルを形成した。Example 6 Indium tin oxide (abbreviated as ITO) as an electrode material was applied to a glass substrate of 10 cm square by a sputtering method or a vapor deposition method to form a film of 500 to 2,000.
{Circle around (2)} In this example, a film was formed to a thickness of 1000 °, and the electrodes were patterned in a stripe shape by a usual photolithography process. Polyimide was applied on this substrate by a spin coating method and baked at 280 ° C. Nissan Chemical's RN-305 and Toray's LP-64 were used as polyimide. The polyimide film thickness was 100 to 800 °, and in this example was 150 °. The substrate was subjected to a rubbing treatment to perform a uniaxial orientation treatment. Two substrates were prepared. On one of the substrates, a catalyst-made sphere made of silica particles was sprayed as spacers, and on one substrate, an epoxy resin sealing material was formed by screen printing. did. The two substrates were bonded to each other with a distance between the electrodes of about 1.5 μm so that the striped electrodes were orthogonal to each other to form a simple matrix cell having 640 × 480 pixels.
【0299】本実施例で使用した液晶材料としては、チ
ッソ社製の強誘電性液晶、CS1014である。この液
晶のPsは5.4nC/cm2 であり、相系列はI(等
方相)−N(ネマチック相)−A(スメクチックA相)
−C* (スメクチックC* 相)である。The liquid crystal material used in this example is CS1014, a ferroelectric liquid crystal manufactured by Chisso Corporation. The Ps of this liquid crystal is 5.4 nC / cm 2 , and the phase sequence is I (isotropic phase) -N (nematic phase) -A (smectic A phase).
-C * (smectic C * phase).
【0300】本実施例で用いた樹脂材料は市販の分子量
約150から200程度のアクリル系モノマーと分子量
約1500から3000程度のウレタン系オリゴマーを
重量比で90:10で混合し、市販の反応開始剤を約3
重量%程度混合した(以下未硬化樹脂材料という)。The resin material used in this example was prepared by mixing a commercially available acrylic monomer having a molecular weight of about 150 to 200 and a urethane oligomer having a molecular weight of about 1500 to 3000 at a weight ratio of 90:10, and starting the commercial reaction. About 3
% By weight (hereinafter referred to as an uncured resin material).
【0301】上記液晶材料、未硬化樹脂材料5%を、重
量比で95:5で混合し、混合した樹脂が液晶材料中に
よりよく混合するように、90℃で液晶が等方相を示す
まで加熱、攪はんして樹脂を液晶材料中に均一に混合し
た(以下液晶混合物という)。The above liquid crystal material and 5% of the uncured resin material are mixed at a weight ratio of 95: 5, and until the liquid crystal shows an isotropic phase at 90 ° C. so that the mixed resin is more well mixed in the liquid crystal material. The resin was uniformly mixed into the liquid crystal material by heating and stirring (hereinafter referred to as a liquid crystal mixture).
【0302】セルと液晶混合物を90℃に加熱し、前述
のセルに注入後2〜20℃/hr、本実施例では2℃/
hrで室温まで徐冷した。徐冷後の室温での配向状態を
偏光顕微鏡下で観察すると、セル中に点在し柱状となっ
ている樹脂材料は確認できるが基板上の樹脂形状は確認
できなかった。しかし液晶材料の配向は樹脂を添加しな
い液晶材料と同様に、液晶は配向膜のラビング方向に沿
って一軸配向となり、良好な消光位が得られていた。The cell and the liquid crystal mixture were heated to 90 ° C. and injected into the above-mentioned cell at 2 to 20 ° C./hr, in this example 2 ° C./hr.
The mixture was gradually cooled to room temperature at hr. When the orientation state at room temperature after the slow cooling was observed under a polarizing microscope, a resin material scattered in the cell and having a columnar shape could be confirmed, but a resin shape on the substrate could not be confirmed. However, the orientation of the liquid crystal material was uniaxially oriented along the rubbing direction of the orientation film as in the case of the liquid crystal material to which no resin was added, and a good extinction position was obtained.
【0303】このセルに紫外線を、強度3〜30mW/
cm2 、照射時間0.5〜5min、本実施例では強度
20mW/cm2 で1min、照射して樹脂を硬化させ
た。紫外線照射後も液晶は配向膜のラビング方向に沿っ
て一軸配向となり、良好な消光位が得られた。The cell was irradiated with ultraviolet light at an intensity of 3 to 30 mW /
cm 2, irradiation time 0.5~5Min, 1min at an intensity 20 mW / cm 2 in this embodiment was cured by irradiating the resin. The liquid crystal was uniaxially aligned along the rubbing direction of the alignment film even after ultraviolet irradiation, and a good extinction position was obtained.
【0304】このセルの印加電圧変化に伴う透過光量の
変化を観察したところ、暗から明また明から暗へ連続的
に階調が変化し、明暗の中間調表示が可能できた。ドメ
インの発生は視覚的には確認できなかった。Observation of the change in the amount of transmitted light due to the change in the voltage applied to the cell showed that the gradation continuously changed from dark to bright and from bright to dark, and a halftone display of light and dark was possible. The occurrence of the domain could not be confirmed visually.
【0305】このセルの両基板を剥離し、200℃のオ
ーブン中で5hr放置し、液晶を揮発させた。その後基
板を偏光顕微鏡下で観察し、偏光していないことを確認
し、基板上の樹脂形状をSEMで観察した。[0305] Both substrates of this cell were peeled off and left in an oven at 200 ° C for 5 hours to volatilize the liquid crystal. Thereafter, the substrate was observed under a polarizing microscope to confirm that it was not polarized, and the resin shape on the substrate was observed by SEM.
【0306】図24(A)、(B)に、このようにして
基板上に形成された微細なパターンを表したSEM写真
を示す。図24(B)は図24(A)を拡大したもので
ある。図24に示すように、高さ数10nm、直径数1
0〜数100nm程度、約500nm以下程度の、樹脂
により構成された微細な凸部が多数観察された。凸部は
全体的に均一に表面上に分散しており、また部分的に複
数の凸部が連なっているところもあった。FIGS. 24A and 24B are SEM photographs showing the fine pattern thus formed on the substrate. FIG. 24B is an enlarged view of FIG. As shown in FIG. 24, the height is several 10 nm and the diameter is one.
Many fine protrusions made of resin and having a size of about 0 to several hundreds nm and about 500 nm or less were observed. The projections were uniformly distributed on the surface as a whole, and a plurality of projections were partially continuous.
【0307】また、本実施例において、画素数を192
0×480とし、赤、青、緑の3色のカラーフィルター
を設けて、640×480のフルカラー表示をさせても
よい。256階調であれば、約1670万色の表示が可
能である。In this embodiment, the number of pixels is 192.
A color filter of three colors of red, blue, and green may be provided to provide 0 × 480, and a full-color display of 640 × 480 may be performed. With 256 gradations, display of about 16.7 million colors is possible.
【0308】〔実施例7〕本実施例における装置の構成
および樹脂材料、作製方法、液晶材料と未硬化樹脂材料
との混合比は、実施例6と同様とした。ただし本実施例
における液晶材料はビフェニル系でPsが20.7nC
/cm2 の相系列がI−A−C* を示す強誘電性液晶を
用いた。形成されたセルの液晶材料の配向状態を偏光顕
微鏡下で観察すると、樹脂を混合していない場合と同様
に、配向膜のラビング方向に沿って一軸配向となり、良
好な消光位が得られた。[Embodiment 7] The configuration of the apparatus, the resin material, the manufacturing method, and the mixing ratio between the liquid crystal material and the uncured resin material in this embodiment were the same as those in Embodiment 6. However, the liquid crystal material in this embodiment is a biphenyl-based material having a Ps of 20.7 nC.
/ Phase sequence of cm 2 was using a ferroelectric liquid crystal showing the I-A-C *. When the alignment state of the liquid crystal material of the formed cell was observed under a polarizing microscope, uniaxial alignment was achieved along the rubbing direction of the alignment film as in the case where no resin was mixed, and a good extinction position was obtained.
【0309】このセルの印加電圧変化に伴う透過光量の
変化を観察したところ、暗から明また明から暗へ連続的
に階調が変化し、明暗の中間調表示が可能となった。ド
メインの発生は視覚的には確認できなかった。Observation of the change in the amount of transmitted light due to the change in the voltage applied to the cell showed that the gradation continuously changed from dark to bright and from light to dark, and a halftone display of light and dark became possible. The occurrence of the domain could not be confirmed visually.
【0310】このセルの両基板を剥離し、280℃のオ
ーブン中で5hr放置し、液晶を揮発させた。その後基
板を偏光顕微鏡下で観察し、偏光していないことを確認
し、基板上の樹脂形状をSEMで観察した。すると、平
均的には高さ約30nm程度、直径約90nm程度の大
きさの樹脂により構成された微細な凸部が多数観察され
た。[0310] Both substrates of the cell were peeled off and left in an oven at 280 ° C for 5 hours to volatilize the liquid crystal. Thereafter, the substrate was observed under a polarizing microscope to confirm that it was not polarized, and the resin shape on the substrate was observed by SEM. As a result, a large number of fine projections made of resin having a height of about 30 nm and a diameter of about 90 nm were observed on average.
【0311】〔実施例8〕本実施例における装置の構成
および液晶材料、作製方法、液晶材料と未硬化樹脂材料
との混合比は実施例6と同様とした。ただし本実施例に
おいては、市販の分子量約100から150程度のアク
リル系モノマーと分子量約1000から2000程度の
ウレタン系オリゴマーを重量比で65:35で混合し、
市販の反応開始剤を約3重量%程度混合したものを未硬
化樹脂材料として使用した。[Embodiment 8] The configuration of the device, the liquid crystal material, the manufacturing method, and the mixing ratio of the liquid crystal material and the uncured resin material in this embodiment were the same as those in Embodiment 6. However, in this embodiment, a commercially available acrylic monomer having a molecular weight of about 100 to about 150 and a urethane oligomer having a molecular weight of about 1,000 to 2,000 are mixed at a weight ratio of 65:35.
About 3% by weight of a commercially available reaction initiator was used as an uncured resin material.
【0312】形成されたセルの液晶材料の配向状態を、
偏光顕微鏡下で観察すると、樹脂を混合していない場合
と同様に、配向膜のラビング方向に沿って一軸配向とな
り、良好な消光位が得られた。The alignment state of the liquid crystal material of the formed cell is
Observation under a polarizing microscope revealed that the alignment film was uniaxially oriented along the rubbing direction of the alignment film as in the case where no resin was mixed, and a good extinction position was obtained.
【0313】このセルの印加電圧変化に伴う透過光量の
変化を観察したところ、暗から明また明から暗へ連続的
に階調が変化し、明暗の中間調表示が可能となった。ド
メインの発生は視覚的には確認できなかった。Observation of the change in the amount of transmitted light due to the change in the voltage applied to the cell revealed that the gradation continuously changed from dark to bright and from light to dark, and a halftone display of light and dark was possible. The occurrence of the domain could not be confirmed visually.
【0314】このセルの両基板を剥離し、200℃のオ
ーブン中で5hr放置し、液晶を揮発させた。その後基
板を偏光顕微鏡下で観察し、偏光していないことを確認
し、基板上の樹脂形状をSEMで観察した。すると平均
的には高さ約30nm程度、直径約90nm程度の大き
さの樹脂により構成された凸部が多数観察された。[0314] Both substrates of this cell were peeled off and left in an oven at 200 ° C for 5 hours to volatilize the liquid crystal. Thereafter, the substrate was observed under a polarizing microscope to confirm that it was not polarized, and the resin shape on the substrate was observed by SEM. As a result, on average, a large number of protrusions made of a resin having a height of about 30 nm and a diameter of about 90 nm were observed.
【0315】〔実施例9〕本実施例においてはスイッチ
ング素子として結晶性シリコンTFT(薄膜トランジス
タ)を各画素に設けたアクティブマトリクス駆動型の液
晶電気光学装置の例を示す。[Embodiment 9] In this embodiment, an example of an active matrix driving type liquid crystal electro-optical device in which a crystalline silicon TFT (thin film transistor) is provided for each pixel as a switching element will be described.
【0316】基板としてコーニング7059ガラス板
(300×300mm、厚さ1.1mm)上の酸化珪素
膜上に、水素還元雰囲気下で600℃48時間の加熱ア
ニールによりアモルファスシリコン膜を結晶化して形成
した移動度100(cm2 /Vs)を有するNチャネル
型の結晶性シリコンTFT、ITO(酸化インジューム
・スズ)で画素電極、クロム/アルミニウムの多層膜ま
たは表面が陽極酸化されたアルミニウムにより配線を形
成し、640×480画素のマトリクスを構成して設け
た。An amorphous silicon film was crystallized on a silicon oxide film on a Corning 7059 glass plate (300 × 300 mm, thickness 1.1 mm) as a substrate by heat annealing at 600 ° C. for 48 hours in a hydrogen reducing atmosphere. N-channel crystalline silicon TFT with mobility of 100 (cm 2 / Vs), pixel electrode made of ITO (Indium Tin Oxide), multilayer film of chromium / aluminum or wiring made of aluminum whose surface is anodized Then, a matrix of 640 × 480 pixels was formed and provided.
【0317】次に対向する基板として青板ガラス基板上
にITOを1200Åスパッタ法により成膜して対向電
極を形成した。電極材料としては他に他にSnO2 (酸
化スズ)などが使用できる。また基板材料としてはガラ
ス、石英等の無機性材料やアクリル樹脂、ポリエチレン
樹脂等の有機性材料が使用できる。Next, a counter electrode was formed by depositing ITO on a blue glass substrate as a counter substrate by a 1200 ° sputtering method. In addition, SnO 2 (tin oxide) or the like can be used as the electrode material. As the substrate material, an inorganic material such as glass or quartz, or an organic material such as an acrylic resin or a polyethylene resin can be used.
【0318】この対向電極を形成した基板のみに配向膜
を形成していわゆる片側配向とした。配向膜材料として
ポリイミド系もしくはポリアミド系の樹脂、または、ポ
リビニルアルコール等の樹脂を使用できる。ポリイミド
系の樹脂としては例えばLQ−5200(日立化成
製)、LP−64(東レ製)、RN−305(日産化学
製)等であり、ここではLP−64を使用した。配向膜
はn−メチル−2−ピロリドン等の溶媒により希釈しス
ピンコート法により塗布した。塗布した基板は250〜
300℃、ここでは280℃で2. 5時間加熱し溶媒を
乾燥させ、塗膜をイミド化し硬化させた。硬化後の膜厚
は300Åであった。An alignment film was formed only on the substrate on which the opposing electrode was formed, so that a so-called one-sided alignment was obtained. As the alignment film material, a polyimide or polyamide resin or a resin such as polyvinyl alcohol can be used. Examples of the polyimide-based resin include LQ-5200 (manufactured by Hitachi Chemical), LP-64 (manufactured by Toray), RN-305 (manufactured by Nissan Chemical Industries), and the like. Here, LP-64 was used. The orientation film was diluted with a solvent such as n-methyl-2-pyrrolidone and applied by spin coating. 250 ~
The solvent was dried by heating at 300 ° C., here 280 ° C. for 2.5 hours, and the coating film was imidized and cured. The film thickness after curing was 300 °.
【0319】液晶材料を一軸配向して液晶材料の層を基
板に垂直あるいは傾斜して配列させるため、配向膜にラ
ビング法により一軸配向規制力を付与した。ラビングは
通常の方法と同様に、レーヨン、綿等の布が巻いてある
直径130mmのローラーで450〜900rpm、こ
こでは450rpmの回転数で一方向に擦った。ロール
押し込み高さは0.1mm、ステージ速度は20mm/
secで行った。In order to uniaxially align the liquid crystal material and align the liquid crystal material layer vertically or inclined to the substrate, a uniaxial alignment regulating force was applied to the alignment film by a rubbing method. The rubbing was rubbed in one direction with a roller having a diameter of 130 mm around which a cloth such as rayon or cotton was wound at 450 to 900 rpm, here 450 rpm, in the same manner as in the usual method. Roll indentation height is 0.1mm, stage speed is 20mm /
sec.
【0320】基板間隔としては1〜10μm、スペーサ
材料としてはシリカまたはアルミナ等が適当である。こ
こでは該セルの間隔を一定にするためスペーサーとし
て、配向膜が塗布されている側の基板には直径1. 5μ
mの真絲球(触媒化成製)を散布した。また、他方の基
板上には、該2枚の基板を固定するために、シール剤と
して基板の周辺に2液製のエポキシ系接着剤をスクリー
ン印刷により印刷塗布し、その後2枚の基板を接着固定
した。The spacing between the substrates is preferably 1 to 10 μm, and the spacer material is suitably silica or alumina. Here, a 1.5 μm diameter substrate is used as a spacer on the side on which the alignment film is applied in order to keep the cell interval constant.
m mushroom balls (manufactured by Catalyst Chemicals Co., Ltd.) were sprayed. On the other substrate, a two-liquid epoxy adhesive is applied by screen printing as a sealant around the substrate in order to fix the two substrates, and then the two substrates are bonded. Fixed.
【0321】上記セルには液晶材料及び未硬化樹脂材料
の混合物を注入した。本実施例で使用した液晶材料とし
ては、チッソ社製の強誘電性液晶、CS1014であ
る。この液晶のPsは5.4nC/cm2 であり、相系
列はI(等方相)−N(ネマチック相)−A(スメクチ
ックA相)−C* (スメクチックC* 相)である。A mixture of a liquid crystal material and an uncured resin material was injected into the cell. The liquid crystal material used in this example is CS1014, a ferroelectric liquid crystal manufactured by Chisso Corporation. The Ps of this liquid crystal is 5.4 nC / cm 2 , and the phase sequence is I (isotropic phase) -N (nematic phase) -A (smectic A phase) -C * (smectic C * phase).
【0322】本実施例で用いた樹脂材料は市販の分子量
約150から200程度のアクリル系モノマーと分子量
約1500から3000程度のウレタン系オリゴマーを
重量比で90:10で混合し、市販の反応開始剤を約3
重量%程度混合した。The resin material used in this example was prepared by mixing a commercially available acrylic monomer having a molecular weight of about 150 to 200 and a urethane oligomer having a molecular weight of about 1500 to 3000 at a weight ratio of 90:10, and About 3
The weight% was mixed.
【0323】上記液晶材料と未硬化樹脂材料を重量比で
95:5で混合し、混合した樹脂が液晶材料中によりよ
く混合するように、90℃で液晶が等方相を示すまで加
熱、攪はんして樹脂を液晶材料中に均一に混合し、液晶
混合物とした。The liquid crystal material and the uncured resin material are mixed at a weight ratio of 95: 5, and heated and stirred at 90 ° C. until the liquid crystal shows an isotropic phase so that the mixed resin is better mixed in the liquid crystal material. After stirring, the resin was uniformly mixed into the liquid crystal material to obtain a liquid crystal mixture.
【0324】セルと液晶混合物を90℃に加熱し、前述
のセルに注入後2〜20℃/hr、本実施例では2℃/
hrで室温まで徐冷した。徐冷後の室温での配向状態を
偏光顕微鏡下で観察すると、セル中に点在し柱状となっ
ている樹脂材料は確認できるが基板上の樹脂形状は確認
できなかった。しかし液晶材料の配向は樹脂を添加しな
い液晶材料と同様に、液晶は配向膜のラビング方向に沿
って一軸配向となり、良好な消光位が得られていた。The cell and the liquid crystal mixture were heated to 90 ° C. and injected into the above-mentioned cell at 2 to 20 ° C./hr, in this example 2 ° C./hr.
The mixture was gradually cooled to room temperature at hr. When the orientation state at room temperature after the slow cooling was observed under a polarizing microscope, a resin material scattered in the cell and having a columnar shape could be confirmed, but a resin shape on the substrate could not be confirmed. However, the orientation of the liquid crystal material was uniaxially oriented along the rubbing direction of the orientation film as in the case of the liquid crystal material to which no resin was added, and a good extinction position was obtained.
【0325】また消光位の状態から20°程ステージを
回してみると、顕微鏡の視野中に複屈折による光漏れを
生じないで、黒状態のままの部分が点在していた。この
部分は樹脂がカラム状に分離析出していることを示して
いる。When the stage was turned by about 20 ° from the state of the extinction position, light was not leaked due to birefringence in the visual field of the microscope, and portions in the black state were scattered. This portion indicates that the resin is separated and precipitated in a column shape.
【0326】このセルに紫外線を、強度3〜30mW/
cm2 、照射時間0.5〜5min、本実施例では強度
20mW/cm2 で1min、照射して樹脂を硬化させ
た。紫外線照射後も液晶は配向膜のラビング方向に沿っ
て一軸配向となり、良好な消光位が得られた。このとき
カラム状の樹脂は上下の基板を接着し基板間の距離の拡
大を防いでおり、大面積化しても液晶材料の層構造の崩
れを防ぐことができる。An ultraviolet ray was applied to this cell at an intensity of 3 to 30 mW /
cm 2, irradiation time 0.5~5Min, 1min at an intensity 20 mW / cm 2 in this embodiment was cured by irradiating the resin. The liquid crystal was uniaxially aligned along the rubbing direction of the alignment film even after ultraviolet irradiation, and a good extinction position was obtained. At this time, the columnar resin adheres the upper and lower substrates to prevent an increase in the distance between the substrates, and can prevent the layer structure of the liquid crystal material from being broken even when the area is increased.
【0327】このようにして作製したセルに対し、偏光
顕微鏡でスイッチング状態を観察したところ、各画素に
おいてドメイン発生を伴わずに透過光量が連続的に変化
した。また各画素領域内において階調は一様であった。When the switching state of the cell thus manufactured was observed with a polarizing microscope, the amount of transmitted light continuously changed without generating a domain in each pixel. The gradation was uniform in each pixel region.
【0328】両基板に偏光板を貼り、駆動回路を接続し
て液晶電気光学装置を完成させた。1画面の書換えを1
/60秒で行ない、印加電圧の大きさを制御することに
より256階調表示を実現できた。A polarizing plate was attached to both substrates, and a driving circuit was connected to complete a liquid crystal electro-optical device. One screen rewrite is one
/ 60 seconds, and by controlling the magnitude of the applied voltage, 256 gradation display was realized.
【0329】上記方法により作製した基板をSEMによ
り観察したところ配向膜表面、画素電極表面ともに、高
さが数10nm、直径が数10〜数100nmの微細な
凸部が多数確認された。When the substrate manufactured by the above method was observed by SEM, many fine projections having a height of several tens nm and a diameter of several tens to several hundreds nm were confirmed on both the surface of the alignment film and the surface of the pixel electrode.
【0330】なお、本実施例においては、画素に接続す
るスイッチング素子としてNチャネル型の薄膜トランジ
スタを用いたが、Pチャネル型であっても、あるいはP
チャネル型薄膜トランジスタとNチャネル型薄膜トラン
ジスタとを用いて相補型に構成してもよい。またMIM
ダイオード等の薄膜ダイオード、非線型素子を用いた構
成としてもよい。In this embodiment, an N-channel type thin film transistor is used as a switching element connected to a pixel.
A complementary structure may be used by using a channel thin film transistor and an N channel thin film transistor. Also MIM
A configuration using a thin-film diode such as a diode or a non-linear element may be used.
【0331】また、本実施例において、画素数を192
0×480とし、赤、青、緑の3色のカラーフィルター
を設けて、640×480のフルカラー表示をさせても
よい。256階調であれば、約1670万色の表示が可
能である。In this embodiment, the number of pixels is 192.
A color filter of three colors of red, blue, and green may be provided to provide 0 × 480, and a full-color display of 640 × 480 may be performed. With 256 gradations, display of about 16.7 million colors is possible.
【0332】『比較例1』本比較例は、実施例6に示し
たセルにおいて、未硬化樹脂材料を混入させなかった例
を示す。[Comparative Example 1] This comparative example shows an example in which an uncured resin material was not mixed in the cell shown in Example 6.
【0333】形成されたセルの液晶材料の配向状態を、
偏光顕微鏡下で観察すると、配向膜のラビング方向に沿
って一軸配向となり、良好な消光位が得られた。The alignment state of the liquid crystal material of the formed cell is
When observed under a polarizing microscope, the film was uniaxially oriented along the rubbing direction of the alignment film, and a good extinction position was obtained.
【0334】このセルの印加電圧変化に伴う透過光量の
変化を観察したところ、ドメインが発生する明暗2状態
のみのスイッチングが行われ、透過光量が連続的に変化
することはなかった。Observation of the change in the amount of transmitted light due to the change in the voltage applied to the cell revealed that switching was performed only in the two bright and dark states in which domains occurred, and the amount of transmitted light did not change continuously.
【0335】このセルに実施例6と同じ強度20mW/
cm2 で1minの紫外線を照射後、印加電圧を変化し
て透過光量の変化を観察したところ、やはりドメインを
伴う明暗2状態のみのスイッチングとなった。In this cell, the same intensity of 20 mW /
After irradiating with ultraviolet light for 1 min in cm 2 , the applied voltage was changed and the change in the amount of transmitted light was observed.
【0336】『比較例2』本比較例は、実施例6に示し
たセルにおいて、樹脂を硬化させなかった例を示す。実
施例6と同様にセルを作製、液晶材料と未硬化樹脂との
混合物をセル内に注入した。作製されたセルの液晶材料
の配向状態を、偏光顕微鏡下で観察すると、樹脂を混合
していない場合と同様に、配向膜のラビング方向に沿っ
て一軸配向となり、良好な消光位が得られた。Comparative Example 2 This comparative example is an example in which the resin shown in Example 6 was not cured. A cell was prepared in the same manner as in Example 6, and a mixture of a liquid crystal material and an uncured resin was injected into the cell. Observation of the alignment state of the liquid crystal material of the manufactured cell under a polarizing microscope revealed that the alignment film was uniaxially aligned along the rubbing direction of the alignment film as in the case where no resin was mixed, and a good extinction position was obtained. .
【0337】このセルには紫外線を照射せず、樹脂を硬
化させない状態で印加電圧を変化させて透過光量の変化
を観察したところ、ドメインが発生する明暗2状態のみ
のスイッチングが行われ、透過光量が連続的に変化する
ことはなかった。The cell was not irradiated with ultraviolet light and the resin was not cured. By changing the applied voltage and observing the change in the amount of transmitted light, switching was performed only in the two bright and dark states where domains were generated. Did not change continuously.
【0338】このセルの基板上を、実施例6と同様にS
EMで観察したが、実施例6のような樹脂により構成さ
れる凸部は観察されなかった。On the substrate of this cell, S
Observation by EM showed that no convex portion composed of resin as in Example 6 was observed.
【0339】『比較例3』本比較例においては、実施例
6に示したセルにおいて、樹脂材料のモノマーとオリゴ
マーの混合比を異ならせた例を示す。本比較例で用いた
樹脂材料は市販の分子量約150から200程度のアク
リル系モノマーと分子量約1500から3000程度の
ウレタン系オリゴマーを重量比で10:90で混合し、
市販の反応開始剤を約3重量%程度混合して未硬化樹脂
材料とした。作製されたセルの液晶材料の配向状態を、
偏光顕微鏡下で観察すると、樹脂を混合していない場合
と同様に、配向膜のラビング方向に沿って一軸配向とな
り、良好な消光位が得られた。[Comparative Example 3] In this comparative example, an example is shown in which the mixing ratio of the monomer and the oligomer of the resin material is changed in the cell shown in Example 6. The resin material used in this comparative example was obtained by mixing a commercially available acrylic monomer having a molecular weight of about 150 to 200 and a urethane oligomer having a molecular weight of about 1500 to 3000 at a weight ratio of 10:90,
About 3% by weight of a commercially available reaction initiator was mixed to obtain an uncured resin material. The alignment state of the liquid crystal material of the fabricated cell is
Observation under a polarizing microscope revealed that the alignment film was uniaxially oriented along the rubbing direction of the alignment film as in the case where no resin was mixed, and a good extinction position was obtained.
【0340】このセルに紫外線を、強度3〜30mW/
cm2 、照射時間0.5〜5min、本比較例では強度
20mW/cm2 で1min、照射して樹脂を硬化させ
た。紫外線照射後も液晶は配向膜のラビング方向に沿っ
て一軸配向となり、良好な消光位が得られた。The cell was irradiated with ultraviolet light at an intensity of 3 to 30 mW /
cm 2, irradiation time 0.5~5Min, 1min at an intensity 20 mW / cm 2 In this comparative example, was cured by irradiating the resin. The liquid crystal was uniaxially aligned along the rubbing direction of the alignment film even after ultraviolet irradiation, and a good extinction position was obtained.
【0341】このセルの印加電圧変化に伴う透過光量の
変化を観察したところ、ドメインが発生する明暗2状態
のみのスイッチングが行われ、透過光量が連続的に変化
することはなかった。Observation of the change in the amount of transmitted light due to the change in the voltage applied to the cell revealed that switching was performed only in the two light and dark states in which domains occurred, and the amount of transmitted light did not change continuously.
【0342】このセルの基板上を、実施例6と同様にS
EMで観察したが、実施例6のような凸状はほとんど観
察されず、非常にフラットな表面状態であった。On the substrate of this cell, S
Observation by EM showed that almost no convexity as in Example 6 was observed, and the surface was very flat.
【0343】以上の如く、本発明により、従来問題とさ
れてきた、一軸配向手段の配向規制力による液晶分子の
スイッチングの阻害を防ぐことができた。その結果スイ
ッチングを高速化できた。さらに配向欠陥を改善でき、
また電極間の絶縁性を向上させてショート防止を図るこ
ともできた。よって液晶電気光学装置としては高速でま
た高いコントラスト比を有し、信頼性も高いものとする
ことができた。単純マトリクス型の装置においてはデュ
ーティー比の高い高精細なものとすることができ、アク
ティブマトリクス型の装置においても高速化、表示の安
定化が得られる。As described above, according to the present invention, it has been possible to prevent the switching of the liquid crystal molecules due to the alignment regulating force of the uniaxial alignment means, which has been conventionally regarded as a problem. As a result, the switching speed could be increased. In addition, alignment defects can be improved,
In addition, the insulation between the electrodes was improved to prevent short circuit. Therefore, the liquid crystal electro-optical device has a high speed, a high contrast ratio, and high reliability. In a simple matrix type device, a high-definition device having a high duty ratio can be obtained, and in an active matrix type device, high speed and stable display can be obtained.
【0344】また従来とほとんど同じ作製工程によって
作製できるため、高い生産性も有する。また配向不良が
発生した場合においてもそれを修復できる。Further, since it can be manufactured by almost the same manufacturing process as the conventional one, it has high productivity. In addition, even when an alignment defect occurs, it can be repaired.
【0345】また、ドメインの発生を伴わずに電界強度
により透過光量を制御できた。したがって強誘電性液晶
材料が有する高速応答性を維持したまま、電圧による階
調表示制御が容易に実現できた。またしきい値が低下し
たため、低電圧駆動が可能となった。また、特に低電圧
領域における応答速度が極めて高速となった。本発明の
液晶電気光学装置は特に各画素にスイッチング素子を設
けたアクティブマトリクス駆動を行うことにより、高速
かつ多階調の表示を実現できる。Further, the amount of transmitted light could be controlled by the electric field intensity without generating a domain. Therefore, gradation display control by voltage can be easily realized while maintaining the high-speed response of the ferroelectric liquid crystal material. Further, since the threshold value was lowered, low-voltage driving became possible. In addition, the response speed especially in the low voltage region became extremely high. The liquid crystal electro-optical device of the present invention can realize a high-speed and multi-gradation display by performing an active matrix drive in which a switching element is provided for each pixel.
【0346】また不所望な電荷の移動や配向膜液晶界面
での電荷の蓄積がなくなり、強誘電性液晶の液晶分子の
急峻な反転や反転後の分子状態の安定性が得られ、より
高速かつ安定な光学特性が得られる。したがって強誘電
性液晶を用いた液晶電気光学装置を高速かつ高コントラ
スト比を有する表示が実現できた。[0346] Undesired movement of electric charge and accumulation of electric charge at the liquid crystal interface of the alignment film are eliminated, and steep inversion of the liquid crystal molecules of the ferroelectric liquid crystal and stability of the molecular state after the inversion are obtained. Stable optical characteristics can be obtained. Therefore, a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal was able to realize a display having a high speed and a high contrast ratio.
【0347】特に結晶性シリコン薄膜トランジスタを用
いたアクティブマトリクス型の液晶電気光学装置におい
て、強誘電性液晶材料と結晶性シリコン薄膜トランジス
タの高速応答性を生かしきって、高速、高コントラスト
を有する装置とすることができ、フレーム階調を用いた
階調表示の階調数とコントラスト比を向上させることが
できた。In particular, in an active matrix type liquid crystal electro-optical device using a crystalline silicon thin film transistor, a device having a high speed and a high contrast by fully utilizing the high-speed response of the ferroelectric liquid crystal material and the crystalline silicon thin film transistor. As a result, the number of gradations and the contrast ratio of the gradation display using the frame gradation can be improved.
【0348】また、電界強度による階調表示も容易に行
なうことができ、フレーム階調と合わせて非常に高い階
調数で、優れた品質の階調表示を行なうことができた。Further, gradation display by electric field intensity could be easily performed, and gradation display of excellent quality could be performed with a very high number of gradations together with the frame gradation.
【0349】強誘電性液晶材料のスイッチング電圧を従
来の双安定型の装置と比較して大幅に低電圧化でき、低
消費電力化できた。The switching voltage of the ferroelectric liquid crystal material can be significantly reduced as compared with the conventional bistable device, and the power consumption can be reduced.
【0350】また、カラム状の樹脂により、配向の乱れ
を発生させずに基板間隔の拡大、減少を防ぎ、また基板
の強度を向上させて液晶セル全体の歪みの発生を防ぐこ
とができ、液晶の層構造の崩れの発生を抑えることがで
きた。よって大面積の強誘電性液晶を用いた液晶電気光
学装置実現でき、この装置を立てて使用することも可能
となった。Further, the columnar resin prevents the distance between the substrates from being enlarged or reduced without causing disorder in the alignment, and also improves the strength of the substrate to prevent the occurrence of distortion of the entire liquid crystal cell. It was possible to suppress the occurrence of collapse of the layer structure. Therefore, a liquid crystal electro-optical device using a large-area ferroelectric liquid crystal can be realized, and this device can be used upright.
【0351】以上の如く、本発明により、強誘電性液晶
または反強誘電性液晶を用いた液晶電気光学装置におい
て、多階調表示、さらにはフルカラー化を、高い分解能
を持たせつつ容易に実現することができるようになっ
た。また、ネマチック液晶を用いた液晶電気光学装置と
比較しても、極めて高速であり、かつ大型化が容易な、
多階調表示、フルカラー表示の可能な液晶電気光学装置
とすることがでた。As described above, according to the present invention, in a liquid crystal electro-optical device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal, multi-gradation display and full color display can be easily realized with high resolution. You can now. Also, as compared with a liquid crystal electro-optical device using a nematic liquid crystal, the speed is extremely high and the size can be easily increased.
A liquid crystal electro-optical device capable of multi-tone display and full-color display was obtained.
【0352】このように、本発明の液晶電気光学装置
は、高速、多階調、高分解能、低電圧駆動かつ大面積な
ものとすることができ、また作製も容易であり、ハイビ
ジョン等の高画質な映像を表示するディスプレイ装置に
適した、極めてすぐれた液晶電気光学装置を実現でき
る。As described above, the liquid crystal electro-optical device of the present invention can be made high-speed, multi-gradation, high-resolution, low-voltage drive, and large-area, is easy to manufacture, and has high performance such as high-vision. An extremely excellent liquid crystal electro-optical device suitable for a display device that displays a high-quality image can be realized.
【発明の効果】【The invention's effect】
本発明によれば、配向膜と強誘電性またAccording to the present invention, the orientation film and the ferroelectric or
は反強誘電性の液晶材料の間に樹脂(膜)を設け、当該Provides a resin (film) between antiferroelectric liquid crystal materials,
樹脂(膜)と強誘電性または反強誘電性の液晶材料とがThe resin (film) and the ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal material
接するようにすることで、ドメインが発生せず、電界強By contacting, no domain is generated and electric field strength
度により一様に階調が変化するスイッチング状態(ドメSwitching state where the gradation changes uniformly depending on the degree (domain
インレススイッチング)が得られる。Inless switching) is obtained.
【図1】 本発明による液晶電気光学装置の概略図を示
す。FIG. 1 shows a schematic view of a liquid crystal electro-optical device according to the present invention.
【図2】 実施例における本発明による液晶電気光学装
置の電流電圧特性のオシロスコープ波形を示す写真。FIG. 2 is a photograph showing an oscilloscope waveform of current-voltage characteristics of the liquid crystal electro-optical device according to the present invention in an example.
【図3】 実施例における本発明による液晶電気光学装
置の電流電圧特性の模式図を示す。FIG. 3 is a schematic diagram showing current-voltage characteristics of a liquid crystal electro-optical device according to the present invention in an example.
【図4】 従来の液晶電気光学装置の電流電圧特性のオ
シロスコープ波形を示す写真。FIG. 4 is a photograph showing an oscilloscope waveform of a current-voltage characteristic of a conventional liquid crystal electro-optical device.
【図5】 従来の液晶電気光学装置の電流電圧特性の模
式図を示す。FIG. 5 is a schematic diagram showing current-voltage characteristics of a conventional liquid crystal electro-optical device.
【図6】 原子間力顕微鏡により観察した本発明の実施
例による液晶電気光学装置の基板表面の薄膜を示す写
真。FIG. 6 is a photograph showing a thin film on a substrate surface of a liquid crystal electro-optical device according to an example of the present invention, observed by an atomic force microscope.
【図7】 原子間力顕微鏡により観察した本発明の実施
例による液晶電気光学装置の液晶材料等注入前の基板表
面の薄膜を示す写真。FIG. 7 is a photograph showing a thin film on a substrate surface before injection of a liquid crystal material or the like of a liquid crystal electro-optical device according to an embodiment of the present invention, observed by an atomic force microscope.
【図8】 本発明の実施例によるアクティブ駆動型液晶
電気光学装置の画素電極間電圧及び光学応答を示す。FIG. 8 shows a voltage between pixel electrodes and an optical response of an active driving type liquid crystal electro-optical device according to an embodiment of the present invention.
【図9】 本発明の液晶電気光学装置の概略図を示す。FIG. 9 is a schematic view of a liquid crystal electro-optical device according to the present invention.
【図10】 本発明の実施例による液晶電気光学装置の
概略図を示す。FIG. 10 is a schematic view of a liquid crystal electro-optical device according to an embodiment of the present invention.
【図11】 本発明の実施例による液晶電気光学装置に
おける透過光強度−電圧特性を示す。FIG. 11 shows transmitted light intensity-voltage characteristics in a liquid crystal electro-optical device according to an embodiment of the present invention.
【図12】 本発明の実施例による液晶電気光学装置の
電界方向反転時の応答性を示す。FIG. 12 shows the response of the liquid crystal electro-optical device according to the embodiment of the present invention when the electric field direction is reversed.
【図13】 本発明の実施例による液晶電気光学装置の
応答速度−電圧特性を示す。FIG. 13 shows a response speed-voltage characteristic of the liquid crystal electro-optical device according to the embodiment of the present invention.
【図14】 本発明の実施例による液晶電気光学装置の
電流電圧特性を示す。FIG. 14 shows current-voltage characteristics of a liquid crystal electro-optical device according to an embodiment of the present invention.
【図15】 本発明の実施例による液晶電気光学装置に
おいてアクティブ駆動を行った場合の画素電極電圧及び
光学応答を示す。FIG. 15 shows a pixel electrode voltage and an optical response when active driving is performed in the liquid crystal electro-optical device according to the embodiment of the present invention.
【図16】 従来の構成の液晶電気光学装置の電流電圧
特性を示す。FIG. 16 shows current-voltage characteristics of a liquid crystal electro-optical device having a conventional configuration.
【図17】 本発明の液晶電気光学装置の概略図を示
す。FIG. 17 is a schematic view of a liquid crystal electro-optical device according to the present invention.
【図18】 実施例における、デジタル階調表示を行う
際の印加信号ならびに画素電位と画素の透過率を示す。FIG. 18 shows an applied signal, a pixel potential, and a transmittance of a pixel when performing digital gradation display in the example.
【図19】 本発明の実施例で用いた回路を示す。FIG. 19 shows a circuit used in an example of the present invention.
【図20】 本発明の回路の一例を示す。FIG. 20 shows an example of the circuit of the present invention.
【図21】 本発明の液晶電気光学装置の基本的な構成
を示す。FIG. 21 shows a basic configuration of a liquid crystal electro-optical device according to the present invention.
【図22】 従来の表面安定化型の液晶電気光学装置を
±1.5Vの矩形波により駆動した際の光学特性を示
す。FIG. 22 shows optical characteristics when a conventional surface stabilized liquid crystal electro-optical device is driven by a ± 1.5 V rectangular wave.
【図23】 本発明の液晶電気光学装置を±1.5Vの
矩形波により駆動した際の光学特性を示す。FIG. 23 shows optical characteristics when the liquid crystal electro-optical device of the present invention is driven by a ± 1.5 V rectangular wave.
【図24】 基板上に形成された微細なパターンを表し
たSEM写真を示す。FIG. 24 shows an SEM photograph showing a fine pattern formed on a substrate.
101、102 基板 103、104 電極 105 配向膜 106 樹脂膜 107 液晶材料 108 スペーサー 109、110 偏光板 201 画素電極間に流れる電流の容量成
分 202 液晶材料の有する自発分極による
反転電流 203 余分な電流成分 204 液晶材料の有する自発分極による
反転電流 1101、1102 基板 1103 対向電極 1104 画素電極 1105 スイッチング素子 1106 配向膜 1107 樹脂膜 1108 液晶材料 1109、1110 偏光板 1111、1112 基板 1113、1114 電極 1115 配向膜 1116 樹脂膜 1117 液晶材料 1118 スペーサ 1401 実施例における本発明の装置の光
学応答波形 1402 実施例における従来の装置の光学
応答波形 1601 画素電極間に流れる電流の容量成
分 1602 液晶材料の有する自発分極による
反転電流 1801 画素電極間に流れる電流の容量成
分 1802 液晶材料の有する自発分極による
反転電流 1803 余分な電流成分 2101、2102 基板 2103 対向電極 2104 画素電極 2105 スイッチング素子 2106 配向膜 2107 樹脂膜 2108 液晶材料 2109、2110 偏光板 3110、3111 透光性基板 3112、3113 電極 3114、3115 配向手段 3116 液晶材料 3117 凸部 3118 スペーサー 3119 シール剤 3120、3121 偏光板101, 102 Substrate 103, 104 Electrode 105 Alignment film 106 Resin film 107 Liquid crystal material 108 Spacer 109, 110 Polarizer 201 Capacitive component of current flowing between pixel electrodes 202 Inversion current due to spontaneous polarization of liquid crystal material 203 Extra current component 204 Inversion current due to spontaneous polarization of a liquid crystal material 1101, 1102 substrate 1103 counter electrode 1104 pixel electrode 1105 switching element 1106 alignment film 1107 resin film 1108 liquid crystal material 1109, 1110 polarizing plate 1111, 1112 substrate 1113, 1114 electrode 1115 alignment film 1116 resin film 1117 Liquid crystal material 1118 Spacer 1401 Optical response waveform of device of the present invention in embodiment 1402 Optical response waveform of conventional device in embodiment 1601 Current flowing between pixel electrodes 1602 Inversion current due to spontaneous polarization of liquid crystal material 1801 Capacitive component of current flowing between pixel electrodes 1802 Inversion current due to spontaneous polarization of liquid crystal material 1803 Extra current component 2101, 2102 Substrate 2103 Counter electrode 2104 Pixel electrode 2105 Switching Element 2106 Alignment film 2107 Resin film 2108 Liquid crystal material 2109, 2110 Polarizer 3110, 3111 Transparent substrate 3112, 3113 Electrode 3114, 3115 Alignment means 3116 Liquid crystal material 3117 Convex part 3118 Spacer 3119 Sealant 3120, 3121 Polarizer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−80939 (32)優先日 平成6年3月27日(1994.3.27) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 森 晴美 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (72)発明者 森谷 幸司 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (72)発明者 村上 智史 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社 半導体エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 平4−136814(JP,A) 特開 平7−13143(JP,A) 特開 平6−347807(JP,A) 特開 平6−337418(JP,A) 特開 平6−337405(JP,A) 特開 平6−331948(JP,A) 特開 平6−301039(JP,A) 特開 平6−301015(JP,A) 特開 平6−289372(JP,A) 特開 平6−242409(JP,A) 特開 平6−214218(JP,A) 特開 平6−186533(JP,A) 特開 平6−160824(JP,A) 特開 平3−223809(JP,A) 特開 平6−160812(JP,A) 特開 昭64−55527(JP,A) 特開 昭62−7022(JP,A) 特開 平4−362918(JP,A) 特開 平5−297364(JP,A) 特開 平5−45636(JP,A) 特開 昭64−55527(JP,A) 実開 平6−40931(JP,U) 特表 平2−503360(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1334 G02F 1/141 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-80939 (32) Priority date March 27, 1994 (27 March 1994) (33) Priority claim country Japan (JP) (72) Inventor Harumi Mori 398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture Inside Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Koji Moriya 398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture Inside Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Murakami Atsugi, Kanagawa Prefecture 398, Nagatani, Japan Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. (56) References JP-A-4-136814 (JP, A) JP-A-7-13143 (JP, A) JP-A-6-347807 (JP, A) JP-A-6-337418 (JP, A) JP-A-6-337405 (JP, A) JP-A-6-331948 (JP, A) JP-A-6-301039 (JP, A) JP-A-6-301015 (JP) , A) JP-A-6-289372 (JP, A) JP-A-6-242409 (JP, A) JP-A-6-214218 (JP, A) JP-A-6-186533 (JP, A) JP-A-6-160824 (JP, A) JP-A-3-223809 (JP, A) JP-A-6-160812 (JP, A) JP-A-64-55527 (JP, A) JP-A-62-27022 (JP, A) JP-A-4-362918 (JP, A) JP-A-5-297364 (JP, A) JP-A-5-45636 (JP, A) JP-A-64-55527 (JP, A) JP-A-6-40931 ( JP, U) Tokuhyo Hei 2-503360 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1334 G02F 1/141
Claims (14)
の液晶材料を有する液晶電気光学装置であって、 前記一対の基板の各々は、前記液晶材料に電界を印加す
る電極を有し、 前記一対の基板の一方は配向膜を有し、前記 配向膜と前記液晶材料との間に樹脂を有することを
特徴とする液晶電気光学装置。A ferroelectric or antiferroelectric material between a pair of substrates .
A liquid crystal electro-optical device having a liquid crystal material, each of said pair of substrates, wherein an electrode for applying an electric field to the liquid crystal material, one of the pair of substrates has an alignment layer, the alignment layer A liquid crystal electro-optical device having a resin between the liquid crystal material and the liquid crystal material.
型樹脂であることを特徴とする液晶電気光学装置。2. The method according to claim 1, wherein the resin is ultraviolet-cured.
A liquid crystal electro-optical device characterized by being a mold resin .
は樹脂膜であることを特徴とする液晶電気光学装置。3. The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the resin is a resin film.
は複数の凸部を有すること特徴とする液晶電気光学装
置。 4. The liquid crystal electro-optical device according to claim 1, wherein the resin has a plurality of convex portions.
の液晶材料を有するアクティブマトリクス型液晶電気光
学装置であって、 前記一対の基板の一方には、複数のTFT、前記複数の
TFTのそれぞれに接続された画素電極が形成されてお
り、 前記一対の基板の他方には、電極が形成されており、 前記一対の基板の一方は配向膜を有し、 前記配向膜と前記液晶材料との間に樹脂を有することを
特徴とするアクティブマトリクス型液晶電気光学装置。 5. A ferroelectric or antiferroelectric property between a pair of substrates.
Matrix liquid crystal electro-optics with various liquid crystal materials
A plurality of TFTs and the plurality of TFTs on one of the pair of substrates.
A pixel electrode connected to each of the TFTs is formed.
An electrode is formed on the other of the pair of substrates, one of the pair of substrates has an alignment film, and a resin is provided between the alignment film and the liquid crystal material.
Characteristic active matrix liquid crystal electro-optical device.
型樹脂であることを特徴とするアクティブマトリクス型
液晶電気光学装置。 6. The resin according to claim 5, wherein the resin is ultraviolet-cured.
Active matrix type characterized by being a mold resin
Liquid crystal electro-optical device.
は樹脂膜であることを特徴とするアクティブマトリクス
型液晶電気光学装置。 7. The resin according to claim 5, wherein
Is an active matrix characterized by being a resin film
Liquid crystal electro-optical device.
は複数の凸部を有すること特徴とするアクティブマトリ
クス型液晶電気光学装置。 8. The resin according to claim 5, wherein the resin
Is an active matrix having a plurality of convex portions.
Liquid crystal electro-optical device.
形成し、 前記配向膜をラビングし、 前記一対の基板をそれぞれ対向して配置し、 前記一対の基板の間に強誘電性または反強誘電性の液晶
材料と未硬化樹脂との混合物を注入し、 前記未硬化の樹脂を硬化させ、前記液晶材料と前記配向
膜との間に硬化樹脂を形成すること を特徴とする液晶電
気光学装置の作製方法。 9. An alignment film is formed on one of a pair of substrates having electrodes.
Forming, rubbing the alignment film, disposing the pair of substrates facing each other , and forming a ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal between the pair of substrates.
Inject a mixture of material and uncured resin, cure the uncured resin, and align the liquid crystal material with the alignment
A method for manufacturing a liquid crystal electro-optical device, wherein a cured resin is formed between the film and the film .
外線硬化型樹脂であることを特徴とする液晶電気光学装A liquid crystal electro-optical device characterized by being an outside-curable resin.
置の作製方法。How to make the device.
硬化樹脂は複数の凸部を有すること特徴とする液晶電気Liquid crystal electricity characterized in that the cured resin has a plurality of convex portions
光学装置の作製方法。Method for manufacturing optical device.
複数のTFTのそれぞれに接続された画素電極を形成Form pixel electrodes connected to each of multiple TFTs
し、And 前記一対の基板の他方に電極を形成し、Forming an electrode on the other of the pair of substrates, 前記一対の基板の他方に配向膜を形成し、Forming an alignment film on the other of the pair of substrates, 前記配向膜をラビングし、Rubbing the alignment film, 前記一対の基板をそれぞれ対向して配置し、The pair of substrates are arranged facing each other, 前記一対の基板の間に強誘電性または反強誘電性の液晶Ferroelectric or antiferroelectric liquid crystal between the pair of substrates
材料と未硬化樹脂との混合物を注入し、Inject the mixture of material and uncured resin, 前記未硬化の樹脂を硬化させ、前記液晶材料と前記配向Curing the uncured resin, the liquid crystal material and the alignment
膜との間に硬化樹脂を形成することを特徴とするアクテActuate characterized by forming a cured resin between the film
ィブマトリクス型液晶電気光学装置の作製方法。A method for manufacturing an active matrix liquid crystal electro-optical device.
紫外線硬化型樹脂であることを特徴とするアクティブマAn active mask characterized by being an ultraviolet curable resin.
トリクス型液晶電気光学装置の作製方法。A method for manufacturing a trix-type liquid crystal electro-optical device.
記硬化樹脂は複数の凸部を有すること特徴とするアクテThe cured resin has a plurality of convex portions.
ィブマトリクス型液晶電気光学装置の作製方法。A method for manufacturing an active matrix liquid crystal electro-optical device.
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