JPH02190825A

JPH02190825A - 液晶電気光学素子

Info

Publication number: JPH02190825A
Application number: JP1160489A
Authority: JP
Inventors: Minoru Yazaki; 矢崎　稔
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1990-07-26

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］本発明は液晶電気光学素子に関し、特に電気制御複屈折
効果を利用した液晶電気光学素子に関する。

［従来の技術］従来の電気制御複屈折効果を利用した液晶電気光学素子
は、第５図に示した如く一般的に透明電極が設けられた
２枚の基板の間に負のネマチック液晶を入れ、このセル
の両側に、偏光板を直交してそれぞれ配置する。この液
晶電気光学素子の電極間に電圧が印加されていないとき
は、液晶の分子は”ホメオトロピック方向”と呼ばれる
方向に対してわずかチルトし、基板に対して略垂直にな
っており、入射光はほとんどセルを通過することができ
ない。電極間に適当な電圧が印加されると、液晶の分子
はホメオトロピック方向に対しである角度をなす方向に
略向き、その角度は印加電圧または励起電圧によって決
まる。それにより一部の入射光がセルを通過できセルを
通過する光の強度を電気的に制御することが出来る。こ
のような電気料＃複屈折効果を利用した液晶セルの構造
は、−ａ的にはホメオトロピック配向に近いチルト配向
をさせるために、透明電極上にＳｉＯ等の斜方蒸着した
後、更に垂直配向処理を施し、これら基板間に液晶を保
持している。この配向処理は通常、基板法線方向から０
．　５〜３＃程度のプレチルト角を与えるためで、これ
は電圧を印加したときある決まった方向に液晶分子を倒
させるためである。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来の液晶電気光学素子では、ＳｉＯ等の斜方
蒸着膜を用いるため、量産性が悪く、均一でしかも大き
な液晶電気光学素子を得ることがむずかしいという課題
があっ力。そこで本発明では、量産性の悪い斜方蒸着の
代わりに透明電極自体を基板に対して傾斜することによ
り、液晶分子を透明電極に対して略垂直に立たせ、これ
により従来斜方蒸着膜を用いたときと同等の配向状態を
得るものであり、しかも従来法では、困難で有った均一
性、量産性の優れた配向を広範囲に容易に得ることを目
的とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明の液晶電気光学素子は、少なくとも、透明電極を
備えた第一の基板と、透明電極とを備えた第二の基板と
、前記２枚の基板間に挟まれた液晶と、それらを挟んで
両側、に配置された一対の偏光板とからなる液晶電気光
学素子において、前記基板の少なくとも一方の基板上の
透明電極が基板に対して傾斜していることを特徴とする
。

また、前記一対の偏光板の間に、前記液晶以外の光学的
異方体を備えたことを特徴とする。

また、前記光学的異方体が有する３つの主要な屈折率Ｎ
１ｏ、Ｎ２ｏ、Ｎ３ｅの内、ある一つの屈折率Ｎ３ｅが
他の２つの屈折率Ｎ　Ｉｏ、　　Ｎ　２ｏよりも小さく
、かつその屈折率Ｎ３ｅに対応する軸が、前記基板法線
方向にほぼ平行であることを特徴とする。

［実施例］以下、実施例により本発明の詳細を示す。

（実施例１）第１図に、本発明の実施例１における液晶１ｊｌ気光学
素子の断面拡大略図を示す。図中、１は上側偏光板、３
は液晶セル、４は下側偏光板である。

２枚の偏光板は、その吸収軸が互いに直交したクロスニ
コルの関係にある。また、上側偏光板の吸収軸方向は、
隣接する液晶セルの第１の基板の電極のパターン長手方
向と４５°の角度をなしている。液晶セルの第１の基板
３１は、基板上に感光性アクリル樹脂をスピンナーによ
り約２μｍ塗布し、フォトリソで３３の如くパターニン
グした徨、更に３３上にスピンナーにより再度感光性ア
クリルを塗布し、フォトリソでパターニングして傾斜を
得たものである。また３３のパターンの高さを変化する
ことにより３４の傾斜の角度を色々選択することができ
る。更にこの上にＩＴＯＩＩを形成し、フォトリソで傾
斜面上に電極パターン３５を形成した。次ぎにこの基板
上に、有機チタネート混合物を塗布、焼成した。一方第
２の基板３２はＩＴＯＩＩ５をフォトリソでパターニン
グして第１の基板の電極パターンとほぼ直交させ、配向
処理は有機チタネート混合物の塗布、焼成によって行っ
た。これによって、第１の基板上では約１″のプレチル
ト角を（）、第２の基板上ではほぼ完全なホメオトロと
ツク配向を得た。液晶３７としては、メルク社製のＺＬ
エニー３１８を用いた。これは特にＥＣＢ用として開５
発されたΔε＝−２゜Ｏｎ型ネマチック液晶である。複
屈折率Δｎは０゜１２４３であり、セルギャップｄを５
．６μｍに設定した。得られた電気光学素子のコントラ
スト比は、セル法線方向でおよそ１：　９０であり、全
体に均一で良好なコントラスト比が得られた。

（実施例２）第２図に、本発明の実施例２における液晶電気光学素子
の断面拡大略図を示す。図中、１は上側偏光板、２は光
学異性体、３は液晶セル、４は下側偏光板である。セル
構造、液晶材料並びにセルギャップについては実施例１
と同様である。光学的異性体としては、Ｎ　１　ｏ＝　
１．　６６０、Ｎ２０＝１、　６４３、Ｎ５ｅ＝１．５
００．厚み約４μｍのセロハンシートを用いた。配向処
理は両基板３１．３２ともミリスチン酸クロム錯体等の
一塩基性カルボン酸クロム錯体の塗布、焼成により行っ
た。これによって、第１の基板上では約３°のプレチル
ト角を得、第２の基板上ではほぼ完全なホメオトロピッ
ク配向を（りた。実施例２においては、光学異性体２を
用いたために、特開昭６２−２１０４２３号に提案され
ている液晶素子と同等の効果で、視角が拡大している。

セル法線方向のコントラスト比は約１：　７０でコント
ラスト比ｌ：５以上が取れる視角範囲は、上下方向に±
４５゜左右方向に±６５°であった・（実施例３）第３図に、本発明の実施例３における液晶素子の断面拡
大略図を示す０図中、１は上側偏光板、３は液晶セル、
４は下側偏光板である。また、上側偏光板の吸収軸方向
は、隣接する液晶セルの第１の基板の電極のパターン長
手方向と４５１の角度をなしている。液晶セルの第１の
基板３１は、基板上に感光性ポリイミド４Ｍ脂をスピン
ナーにより約１μｍ塗布し、フォトリソで３３の如くパ
ターニングした後、更に３３上にスピンナーにより再度
感光性ポリイミドを塗布し、フォトリソでパターニング
して傾斜を得たものである。更にこの上にＩＴＯのパタ
ーニング性を良くするためのオーバーコート腹としてポ
リイミド膜３９を形成し、更にこの上にＩＴＯ膜を設け
、フォトリソで傾斜面上に電極パターン３５を形成した
。次ぎにこの基板上に、有機チタネート混合物を塗布、
焼成した。一方第２の基板３２も第１の基Ｆｉ３１と同
様に作成し傾斜面が対向するようにし、電極が直交する
ように組み立てた。配向処理は有機チタネート混合物の
塗布、焼成によって行った。これによって、第１の基板
上では約０．５°のプレチルト角を得、第２の基板上で
もほぼ０．５＠のプレチルト角を持った配向を得た。液
晶３７としては、メルク社製のＺＬエニー３１８を用い
た。これは特にＥＣＢ用として開発された△ε＝−２．
Ｏｎεニー２．Ｏｎ型ネマチツク屈折率Δｎは０．１２
４３であり、セルギャップｄを５．６μｍに設定した。

得られた電気光学素子のコントラスト比は、セル法線方
向でおよそ１：１１０であり、全体に均一で良好なコン
トラスト比が得られた。

（実施例４）第４図に、本発明の実施例４における液晶電気光学素子
の断面拡大略図を示す。図中、１は上側偏光板、２は光
学異性体、３液晶セル、４は下側偏光板である。セル構
造、液晶材料並びにセルギャップについては実施例３と
同様である。光学的異性体としては、Ｎ　１　ｏ＝　１
．　６６０、Ｎ２ｏ＝１゜６４３、Ｎ５ｅ＝１．５００
、厚み約４μｍのセロハンシートを用いた。配向処理は
両基ｕｉ３１゜３２ともミリスチン酸クロム錯体等の一
塩基性カルボン酸クロム錯体の塗布、焼成により行った
。

これによって、第１の基板上では約２°のプレチルト角
を得、第２の基板上でもほぼ２°のプレチルトを持った
配向を得た。実施例４においては、光学異性体２を用い
たために、特開昭６２−２１０４２３号に提案されてい
る液晶素子と同等の効果で、視角が拡大している。セル
法線方向のコントラスト比は約１＝９０でコントラスト
比１：５異常が取れる視角範囲は、上下方向に±５０°
Ｃ１左右方向に±７０°であった。

上記実施例は、本発明の一実施例を示すもので、本実施
例では感光性樹脂を用いることで、電極傾斜面を得たが
これに限定されるものではなく、他の樹脂または金属を
用いこれ遮光マスクを兼用して用いることも可能である
。更にＩＴＯ電極電極相脂層を染料または顔料の入った
樹脂を使用することによりカラーフィルタとして用いる
ことも可能である。また、本実施例においては、傾斜面
を得るのに２回樹脂をパターン化したもので行っている
が、ガラスまたは異方性材料等を直接傾斜状に作成して
も傾斜面が得られれば同様の効果は期待できるものであ
る。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、フォトリソで傾斜面
を形成できるため、従来困難であったホメオトロビック
配向に近いチルト配向を均一にしかも広範囲に得られる
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１における液晶電気光学素子
の断面図である。第２図は、本発明の実施例２における液晶電気光学素子
の断面図である。第３図は、本発明の実施例３における液晶電気光学素子
の断面図である。第４図は、本発明の実施例４における液晶電気光学素子
の断面図である。第５図は、従来の液晶電気光学素子の断面図である。１、上（ｌ！１偏光板２、光学異性体３、液晶セル４、下側偏光板３１、第１の基板３２、第２の基板３３゜３４゜３６゜３７゜３８゜３９゜４０゜４１゜樹脂パターン層傾斜面パターン透明電極斜方蒸着膜液晶液晶分子のプレチルト角オーバーコート膜垂直配向膜シール部出願人　セイコーエプソン株式会社代理人　弁理士　鈴木喜三部（他１名）≠ 第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも、透明電極を備えた第一の基板と、透
明電極とを備えた第二の基板と、前記２枚の基板間に挟
まれた液晶と、それらを挟んで両側に配置された一対の
偏光板とからなる液晶電気光学素子において、前記基板
の少なくとも一方の基板上の透明電極が基板に対して傾
斜していることを特徴とする液晶電気光学素子。
（２）前記一対の偏光板の間に、前記液晶以外の光学的
異方体を備えたことを特徴とする請求項１記載の液晶電
気光学素子。
（３）前記光学的異方体が有する３つの主要な屈折率Ｎ
１ｏ、Ｎ２ｏ、Ｎ３ｅの内、ある一つの屈折率Ｎ３ｅが
他の２つの屈折率Ｎ１ｏ、Ｎ２ｏよりも小さく、かつそ
の屈折率Ｎ３ｅに対応する軸が、前記基板法線方向にほ
ぼ平行であることを特徴とする請求項２記載の液晶電気
光学素子。