JPH01120536A - 強誘電性液晶素子 - Google Patents

強誘電性液晶素子

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JPH01120536A JP27982787A JP27982787A JPH01120536A JP H01120536 A JPH01120536 A JP H01120536A JP 27982787 A JP27982787 A JP 27982787A JP 27982787 A JP27982787 A JP 27982787A JP H01120536 A JPH01120536 A JP H01120536A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は強誘電性液晶素子に関し、特に強誘電性液晶分
子の配向をコントロールすることによって、明、m部を
形成する液晶表示素子に関するものである。
[従来の技術] 従来1強誘電性液晶素子における強誘電性液晶の配向方
法としては、セル内において温度勾配を形成して相転移
に伴い順次的な配向形成をさせる方法(温度勾配法)や
、上下基板を一定方向に摺動させて配向させる方法(シ
アリング法)等が行なわれていたが、これらの方法は量
産性、安定性に乏しく、工業的には不適当な方法である
他方、工業的に有利な方法としては、従来、TN(ライ
ステ・ンド ネマチック: Twisted Nema
tic)方式の液晶セルに使用されている方法であるラ
ビング法および斜方蒸着法が有用である。
ラビング法は、一般にはITO(インジウム チン オ
キサイド)等の透明電極上にpt(ボリイミ。
ト) 、 PVA  (ポリビニルアルコール)等の有
機薄膜(400〜2000人)を形成し、その上をナイ
ロン、アセテート、コツトン等の植毛布(毛足の長さが
0.111〜2.0mm )で均一にこする(ラビング
: Rubbing )ことによってネマチック液晶の
分子長軸をラビング方向に平均的にそろえようとする方
法であり、TN、 SBE等の液晶素子では実績がある
ところが、この方法をそのまま強誘電性液晶の配向に適
用しようとすると、上下の基板間で分子(ダイレクタ)
の方向をねじる必要がないので、TN素子の配向の場合
と異なり、上下同方向もしくは相反する方向にラビング
処理を行なう。
このような配向処理方法で強誘電性液晶分子を配向させ
た場合には、Sac”相でスプレィ(SPLAY)配向
を取り易い。このスプレィ配向では、セル厚方向におい
て分子の方向がねじれているために、見かけのチルト角
θaが小さく、透過光量が少なくなり、TN素子では3
0%を越えるのに対して5%程度になってしまい、コン
トラストが低下し、さらに層の傾斜方向の異なるジグザ
グ欠陥等の欠陥が多く発生し、その制御が困難であるな
ど、デイスプレィとしては望ましくない配向状態となる
また、SiOの斜方蒸着膜を配向膜として用いる場合は
、−船釣にスイッチングの閾値を上げたり、その他にも
安定状態か多数存在することや、平均的に層方向に消光
位をもつ配向状態が優勢になり、マトリックス駆動し難
いなどの問題があった。
[発明が解決しようとする問題点] 以上述べてた様に、対向して設け−られた2極の電極基
板の両面に設けた有機膜のラビング処理もしくは両面に
設けたSiOの斜方蒸着などの方法を用いて配向処理を
施した場合には、■見かけのチルト角Oaが小さく、透
過光量が少ない、■消光位でのもれ光が大きく、コント
ラストが低い、■その他層の傾斜方向の異なるジグザグ
欠陥等の欠陥が多く生じ、表示品質が悪い等の欠点があ
った。
本発明は、この様な従来技術の欠点を改善するためにな
されたものであり、見かけのチルト角Oaが大きく、透
過光量が多く、消光位での光学品質を向上した強誘電性
液晶素子を提供することを目的とするものである。
[171題点な解決するための手段] 即ち、本発明は、対向して設けられた2極の電極基板間
に強誘電性液晶を挟持してなる液晶素子において、一方
の電極基板上に、ラビング処理もしくはイオンビームエ
ツチング処理を施した有機Pj脱膜上斜方蒸着膜を形成
した配向膜を設けてなることを特徴とする強誘電性液晶
素子である。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明の強誘電性液晶素子は、対向して設けられた2極
の電極基板の一方の電極基板上に、ラビング処理もしく
はイオンビームエツチング処理を施した有機薄膜上にS
iOまたはWO3の斜方蒸着膜を形成した配向膜を設け
、前記2極の電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなる
ものである。
前記2極の電極基板上には配向膜が設けられているか、
その一方には上記の様にラビング処理もしくはイオンビ
ームエツチング処理を施した有機薄膜上にSiOまたは
WOユの斜方蒸着膜を形成してなるものであるが、他方
の配向膜は特に限定はないか、好ましくは下記に示す様
に。
■ラビング処理またはイオンビームエツチング処理等の
一軸性処理を施した有機薄膜上にSiOまたはWO3の
斜方蒸着膜を形成してなるもの■有機薄膜上にSiOま
たはWO,の斜方蒸着膜を形成してなるもの ■無機膜上にSiOまたはWO3の斜方蒸着膜を形成し
てなるもの ■無機膜からなるもの ■SiOまたはWO3の斜方蒸着膜の上に有機薄膜を形
成してなるもの ■無方向性の有機薄膜からなるもの ■有機薄膜上をラビング処理もしくはイオンビームエツ
チング処理等を施したもの ■ITOまたはNES^ (酸化インジウム)の透明導
電体からなるもの ■SiOまたはWO3の斜方蒸着膜上に有機薄膜を形成
し、該有機薄膜にラビング処理もしくはイオンビームエ
ツチング処理等を施したもの等が挙げられる。
本発明において、配向膜のラビング処理もしくはイオン
ビームエツチング処理を施した有機薄膜上に形成したS
iOまたはWO3の斜方蒸着膜の膜厚は、通常100〜
6000人、好ましく 1000〜2000人か望まし
い。
本発明における有機薄膜には、ポリイミド、ポリビニル
アルコール、ポリアクリロニトリル等が用いられ、その
膜厚は通常20〜2000人、好ましく20〜500人
が望ましい、また、有機薄膜に施すラビング処理もしく
はイオンビームエツチング処理は、特に限定することは
なく通常の方法で行なうことができる。なお、イオンビ
ームエツチング処理としては、例えば、ミラトロン社(
IIIILLATORN社)製のイオンビーム発生装置
を用い、3 x40−’torrの真空度にした後に、
A「ガスを導入して、2、I X 10−’torrに
安定させ、イオン密度に関係するイオンソース電流を2
00mA 、イオン速度と関係するアウト プツト(O
UT PUT )電圧を1kVに設定して、イオンビー
ムを20■seeだけ照射することにより形成すること
ができる。イオンビームの基板法線に対する入射角は8
0.0°とする。
また、無機膜にはSiOt、 Tj02+ Ta=0%
、 ’110xまたはA#20ユが用いられ、その膜厚
は通常400〜2000人、好ましく500〜1000
人が望ましい。
本発明において、2極の電極基板の一方の電極基板上に
設ける配向膜は、電極基板上に、有aS膜を塗布して形
成した後、ラビング処理もしくはイオンビームエツチン
グ処理を行゛ない、次いでSiOまたはWO2を斜°方
蒸着することにより容易に形成することができる。
[作用] 本発明の強誘電性液晶素子は、対向して設けられた2極
の電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶素子に
おいて、一方の電極基板上に、ラビング処理もしくはイ
オンビームエツチング処理を施した有機薄膜上にSiO
またはWO2の斜方蒸着膜を形成した配向膜を設けてな
るので、その詳細は不明であるが、物理的な形状を特徴
とする斜方蒸着膜の下の層の特性により、見かけのチル
ト角Oaが大きく、透過光量が多く、澗光位でのもれ光
を少なく、コントラストを高くし、光学品質を向上する
ことができる。
[実施例] 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1 第1図は本発明の強誘電性液晶素子の一実施例を示す断
面図である。同図に示す素子を下記の方法により作成し
た。
先ず、液晶を支持するガラス基板1の上に、EB蒸着法
により膜厚約1000人のITO電極2をパターン形成
した0次いで、該ITO電極2上にスパッタ法によって
膜厚約1000人のSiO□膜3を形成した。
次1.m、前記5iOzl!3上ニ、ポリイミド(5P
−710=東し社製)を2%DMA(:溶液としてスピ
ンナー塗布した袴、300℃にて焼成し、膜厚約500
人の有機薄fi4を形成した。該有機薄II4の上に、
毛先0.2 amのアセテート布を使用し、1000 
rp園のドラム回転によりラビング処理を施した。
次いで、前記有機薄膜4の上に、SiOの斜方蒸着膜5
を、4 x lG′″5torrの圧力で、入射角度8
2゜(基板法線に対して)で、垂直方向の厚み1200
人に蒸着して形成した。
この様にして得られた2枚の基板を基板への入射方向が
反対方向となる様に対向せしめて、シーリング部材6と
して、チッソ社製LIXON t10ND1002AB
を使用し、セルギャップをコントロールする目的で、直
径約1μ麿のSin、の粒子をセル内に均一に散布し、
上下基板間隔を約1.I JLIIになる様に貼り合せ
た0強誘電性液晶7として、チッソ社製C5−1014
をセルに注入した。
このようにして作成したセルを等吉相まで昇温した後、
Ch相→S■A相→Sac”相への相転移時に適度な(
〜10”C/hr)徐冷を行なうことによって。
均一な配向がセル全体において得られた。
この様にして得られた強誘電性液晶素子の配向状態を偏
光顕微鏡(オリンパスB)l−2)で観察した結果1通
常のラビングセルで生じるようなジグザグ欠陥は生じな
かった。また、SiOの斜め蒸着により見られるような
消光位方向のばらつきも認められなかった。見かけのチ
ルト角は12°であった。
なお、有a61FA4tl)ポリイミド(SP−710
: 東L/社製)をラビング処理してからSiOの斜方
蒸着を行なった際に見られる。5〜30終1位のピッチ
の細い欠陥は、多くの場合存在するが、このようなごく
細いピッチで形成される欠陥は、表示素子として用いる
場合には問題とはならない。
尚、SiOの斜方蒸着膜として、膜厚600〜1200
人、入射角度は75°〜88°で形成したものを用いて
も、上記とほぼ同様の結果が得られた。
実施例2 実施例1における他方の配向膜の構成において、有機薄
膜のラビング等の処理による表面形状の処理を行なわず
に、SiOの斜方蒸着を行うことによって、より双安定
な動作を行なわせることがてきた。
これも、ラビングセルにおける欠陥、斜方蒸着セルにお
けるばらつきに関しては実施例1と同様に改善されてい
た。また、見かけのチルト角は15°であった。
実施例3 実施例1において、他方の配向膜の構成を有機膜に替え
て、無a膜Sin、上にSiOの斜方蒸着を行ったもの
は、均一性は劣るが見かけのチルト角が15°と大きく
なり、透過光量が増加した。
実施例4 実施例1において、他方の配向膜を次のように形成した
ITO電極上にSin、膜を形成し、その上にSiOの
斜方蒸着膜を法線角度=75°で蒸着を行い、カラム長
約2000人に形成し、その上層にポリイミド(SP−
710)の0.5%溶液DMACをスピンナーで300
゜rpmで塗布した。
不規則な欠陥のない配向が得られた。
実施例5 実施例1において他方の配向膜を次のように形成した。
ITO電極上にSiO□の1000人のスバ・ンタ膜を
形成し、その上にポリイミド(SP−710)の100
0人の薄膜を形成した。
欠陥は存在するが、双安定性の良い配向が得られた。
実施例6 実施例1において、基板の他方の配向膜を次のように形
成した。
ITO電極上にSin、の1000人のスパッタ膜を形
成し、その上に、SiOの斜方蒸着膜を形成し、その上
にポリイミド(5P−710)の1000人の薄膜を形
成し、その上をアセテート布でラビング処理した。
その結果、均一配向が得られた。又、 ITO電極上に
SiO□のスパッタ膜、その上にWOiの斜方蒸着膜、
その上にポリイミドの膜(該膜をラビング処理)とした
ものでも同様の均一配向が得られた。
実施例7 実施例5において、ポリイミド(SP−710)上をラ
ビング処理(アセテート布)を行ったものを使用した。
双安定性がやや劣るが、均一配向性が増大した。
実施例8 実施例1において、他方の配向膜を、配向処理を行わず
に、 ITO,NES八等の透明電極基板で構成する場
合や、Sin、、 TiO□等の無機膜で構成した場合
では欠陥は多いが、双安定性を有する配向状態であった
上記の各実施例に示す様に、一方の電極基板上に形成し
たラビング処理もしくはイオンビームエツチング処理を
施した有機薄膜上にSiOまたはWO:lの斜方蒸着膜
に対して、他方の配向膜に用いる物質及びその処理の仕
方によって、得られるいずれのメリ・ントが強調される
かが異なりていることが認められる。
[発明の効果] 本発明によれば、強誘電性液晶配向膜として、一方の配
向膜にラビング処理もしくはイオンビームエツチング処
理を施した有機薄膜上にSiOまたはWol等の斜方蒸
着膜を形成したものを用いて、他方に有機、無機膜もし
くはそのラビング膜等を用いることにより、見かけのチ
ルト角θaが大きく、透過光量が多く、消光位での光学
品質を向上した強誘電性液晶素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の強誘電性液晶素子の一実施例を示す断
面図である。 l・・・ガラス基板    2・−ITO電極3・・−
5i02膜      4・・・=#機薄膜5・・・S
iOの斜方蒸着膜 6・・・シーリング部材7・・・強
誘電性液晶

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対向して設けられた2極の電極基板間に強誘電性
    液晶を挟持してなる液晶素子において、一方の電極基板
    上に、ラビング処理もしくはイオンビームエッチング処
    理を施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成した配向膜を
    設けてなることを特徴とする強誘電性液晶素子。
  2. (2)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
    はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
    施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
    り、他方もラビング処理またはイオンビームエッチング
    処理の一軸性処理を施したラビング処理もしくはイオン
    ビームエッチング処理を施した有機薄膜上に斜方蒸着膜
    を形成してなるものである特許請求の範囲第1項記載の
    強誘電性液晶素子。
  3. (3)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
    はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
    施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
    り、他方は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるもの
    である特許請求の範囲第1項記載の強誘電性液晶素子。
  4. (4)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
    はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
    施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
    り、他方は無機膜上に斜方蒸着膜を形成してなるもので
    ある特許請求の範囲第1項記載の強誘電性液晶素子。
  5. (5)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
    はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
    施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
    り、他方は無機膜である特許請求の範囲第1項記載の強
    誘電性液晶素子。
  6. (6)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
    はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
    施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
    り、他方は斜方蒸着膜の上に有機薄膜を形成してなるも
    のである特許請求の範囲第1項記載の強誘電性液晶素子
  7. (7)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
    はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
    施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
    り、他方は無方向性の有機薄膜である特許請求の範囲第
    1項記載の強誘電性液晶素子。
  8. (8)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
    はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
    施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
    り、他方は有機薄膜上をラビング処理もしくはイオンビ
    ームエッチング処理を施したものである特許請求の範囲
    第1項記載の強誘電性液晶素子。
  9. (9)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
    はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
    施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
    り、他方は透明導電体である特許請求の範囲第1項記載
    の強誘電性液晶素子。
  10. (10)対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一
    方はラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理
    を施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるもので
    あり、他方は斜方蒸着膜上に有機薄膜を形成し、該有機
    薄膜にラビング処理もしくはイオンビームエッチング処
    理を施したものである特許請求の範囲第1項記載の強誘
    電性液晶素子。
  11. (11)有機薄膜が、ポリイミド、ポリビニルアルコー
    ル、ポリアクリロニトリルである特許請求の範囲第1項
    乃至第10項のいずれかの項記載の強誘電性液晶素子。
  12. (12)無機膜がSiO_2、TiO_2、Ta_2O
    _5、WO_3またはAl_2O_3である特許請求の
    範囲第4項または第5項記載の強誘電性液晶素子。
  13. (13)前記一方の斜方蒸着膜がSiOまたはWO_3
    の斜方蒸着膜である特許請求の範囲第1項乃至第10項
    のいずれかの項記載の強誘電性液晶素子。
  14. (14)前記他方の斜方蒸着膜がSiOまたはWO_3
    の斜方蒸着膜である特許請求の範囲第2項、第3項、第
    4項、第6項又は第10項記載の強誘電性液晶素子。
  15. (15)前記透明導電体がITOまたはNESAである
    特許請求の範囲第9項記載の強誘電性液晶素子。
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