JPH0287117A - 強誘電性液晶素子 - Google Patents

強誘電性液晶素子

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JPH0287117A
JPH0287117A JP23926188A JP23926188A JPH0287117A JP H0287117 A JPH0287117 A JP H0287117A JP 23926188 A JP23926188 A JP 23926188A JP 23926188 A JP23926188 A JP 23926188A JP H0287117 A JPH0287117 A JP H0287117A
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JP
Japan
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liquid crystal
thin film
carbon
ferroelectric liquid
film
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Pending
Application number
JP23926188A
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English (en)
Inventor
Masahiko Sato
正彦 佐藤
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Publication date
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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】 〔従来の技術〕 現在、世界的に研究が進んでいる強誘電性液晶素子は従
来の計算機、時計等に応用されてきたTN (Twis
ted Nematic )型液晶素子と比較して応答
速度が速い、メモリー性がある等の点で非常に有利であ
るが液晶自体の持つ自発分極が液晶層内のイオン性不純
物等荷電粒子と相互作用し、強誘電性液晶素子の特性に
重大な影響を与えることが明らかになっ゛ている。
強誘電性液晶素子が従来のTN型液晶素子と比較して応
答速度が格段に速い理由はTN型液晶素子が外部印加電
界と液晶自身の誘電異方性との関係を利用してスイッチ
ングを行うのに対し、強誘電性液晶素子が外部印加電界
と強誘電性液晶自身の持つ自発分極との関係を利用して
スイッチングを行うことである。しかしこの自発分極の
存在により、この分極電荷が外部電界を印加しない状態
でも液晶層内に電界を形成し、液晶層内のイオン性不純
物の偏在を生じさせる。その結果、逆にイオン性不純物
が液晶分子の自発分極を拘束するために正常状態におい
て双安定性を示す強誘電性液晶が単安定にならざるを得
す更にメモリー性の消失をも引き起こす。
この問題点について従来のセルの構造を第1図に示し説
明する。
透明電極2を有する基板1上に有機樹脂薄膜3を形成し
、配向処理を施し、相対する基板上には絶縁膜4を設け
る。強誘電性液晶6は上記2枚の基板ではさみこまれ、
理想的には双安定性を示すはずであるが、自発分極によ
り液晶層5と有機樹脂膜或いは絶縁膜との界面にイオン
性不純物7が偏在し、その結果液晶分子を反転させるべ
く外部から電界を印加してもイオン性不純物の電界のた
めに液晶分子が反転しないという現象が生じる。
実際に基板としてソーダガラス、透明電極としてITO
1有機樹脂膜としてポリイミドを用い絶縁膜として3.
0□を使用した場合のt−V特性を液晶注入直後を第2
図に、30日経過後を第3図に示す。ただしセル厚は2
.4μmである。
図に示すように注入直後はほぼ対称な反転電流が観察さ
れるが30日経過後は反転電流のピークが右側ヘシフト
している。これがイオン性不純物の影響であり、デイス
プレィ等の応用の際、極めて重大な欠陥になる。
従来の強誘電性液晶素子には、さらに前記問題点と類似
した問題点が存在する。前記問題点は強誘電性液晶素子
を外部電圧を印加しない状態で長時間保存した場合に顕
著に見られる問題(長期的問題点と称する)であるが、
以下に述べる問題点は、強誘電性液晶素子で高速スイッ
チングを行う際、現れる問題点である。
従来強誘電性液晶素子の液晶層に接する面にポリイミド
等の有機樹脂或いは3402等の無機の絶縁膜が配置さ
れていた。これら絶縁物に電圧が印加される際、分極を
形成するが高速スイッチングを行うと分極が電圧の方向
の変化に追随できず、その結果液晶分子の自発分極と相
互作用し、液晶分子の反転に影響を与えることも明らか
になっている。(短期的問題点と称する。) また液晶に接する絶縁膜にA1□01等の1分子が極性
を有する物質を使用した場合、この薄膜の極性によって
イオン性不純物が存在する場合と同様な結果となり、前
記長期的問題点を引き起こす。
よって液晶層に接する面を導電性にし、分極を発生させ
ないために液晶層が電極と接する構造の液晶セル(第1
図にて3或いは4の存在しない構造)も試みたが、この
構造ではソーダガラスから液晶層中にナトリウムが拡散
し、液晶に悪影響を及ぼすことが確認された。
以上述べた問題点より、強誘電性液晶素子の液晶層に接
する面に(1)透光性 (2)低抵抗率 (3)極性を
持たない (4)ナトリウムのブロッキング性を有する
、以上4つの性質を有する薄膜を形成することが嘱望さ
れていた。
〔発明の構成〕
本発明による液晶セルが有する炭素或いは炭素を主成分
とする薄膜(以下DLCと称する。)はプラズマCVO
法を用いて製膜され、本出願人が特別63−18217
1号で述べている様に低抵抗率、高透過率等の物性を備
えており、さらにナトリウムのブロッキング性が良好で
あることが確認されている。
そのうえ本出願においては室温で製膜するために生産性
も良く、さらに下地への影響がなく液晶の配向に悪影響
を及ぼさない。
よって周期律表での■族元素が主体であるために極性を
持たないDLCを液晶層に接する面にコーティングする
ことにより、基板の液晶層に接する面を導電性にし、偏
在する電荷を横に逃すことで前記長期的問題点を解決し
た。さらにDLCは低抵抗率の性質を有するために分極
を形成せず、従って短期的問題点をも解決した。
本発明にて使用するDLCは炭素の原料としてメタン(
CH4)、エタン(C2H6)、エチレン(C,H,)
、アセチレン(C2Hz )等の炭化水素を用い圧力0
.1〜100Pa 、電力密度0.01〜0.20w/
cfflの条件下で作製された薄膜が使用可能であるが
、好ましくは圧力5〜15Pa、電力密度0.02〜0
.15w/C−で作製することが望ましい。さらに低抵
抗率。
高透過率、低内部応力にするためにフッ素、水素又は窒
素を副成分として添加する方が良い。ただし極性を持た
ない様にするためにフッ素については0〜l原子%、水
素については10〜20原子%、窒素については2〜4
原子%の程度の含有率にとどめることが好ましい。また
、副成分の原料としてはNF、が適当である。DLCの
厚さについては薄すぎるとピンホール等の問題を生じ、
また厚ずぎると色がつく、内部応力の増加によりピーリ
ングが生じる等の理由により20〜500人が望ましい
次にDLC薄膜の製造装置(プラズマCVO装置)につ
いて第4図を用いて説明する。
第4図において、ドーピング系(11)においてキャリ
アガスである水素を02)より反応性気体である炭化水
素気体例えばメタン、エチレンを0■よりNFlを圓よ
りパルプ0ω、流量計θ′7)を経て反応系08)中に
ノズル09)より導入される。このノズルに至る前に反
応性気体の励起用にマイクロ波エネルギーをQOで加え
て予め活性化させることは有効である。
反応系08)には第1の電極(21)、第2の電極(2
2)を設けた。この場合(第1の電極/第2の電極)〈
1の条件を満たすようにした。一対の電極(21)(2
2)間には高周波電源(23)マツチングトランス(2
4)直流バイアス電源(25)より電気エネルギーが加
えられプラズマが発生する。排気系(26)は圧力調整
パルプ(27)ターボ分子ポンプ(28)ロータリーポ
ンプ(29)をへて不要気体を排気する。反応性気体に
は高周波もしくは直流によるエネルギーにより0゜1〜
5kwのエネルギーが加えられ、前記反応性気体を分解
活性化し、加熱しない状態で被形成面上に炭素または炭
素を主成分とする被膜を形成するのである。
〔実施例] 第5図に本発明を用いた液晶セルの構造を示す。
第1図との相違点としてはポリイミド膜、絶縁膜上にD
LC薄膜8が200人プラズマCvD法により製膜され
ている。この時の製膜条件は、アセチレン(C,H2)
の流量がIOSCCM、NF3がIOSCCM、反応圧
力が10Pa、電気密度は0.03w/cfflで、こ
の条件下で作製され得られた薄膜の抵抗率は2.5 X
 109Ωcmであった。この液晶セルを用いてスイッ
チングを行った結果良好な双安定性が得られ第6図、第
7図に示すようにI−V特性においても注入直後と30
日経過後で大きな差異はなかった。すなわち、反転電流
が得られる時の電圧の値が変化することなく、30日経
過した後も初期特性と同じ一定の電圧の時に液晶分子が
反転していた。これよりイオン製不純物の偏在が生じて
いないことが理解でき、従って前記長期的問題点はほぼ
解決した。また前記短期的問題点については2時間継続
してスイッチングを行ったが第6図の状態からの変化は
認められなかった。従って短期的問題点についても解決
した。
また、第8図(一方の基板の電極とDLCとが隣接する
構造)或いは第9図(2枚の基板がDLCの下地に、と
もに有機樹脂膜を有する)の構造のセルにおいてもI−
V特性において液晶注入直後の状態で第6図と同様に左
右はぼ対称な結果が得られ、スイッチングを2時間経続
して行った結果、良好な双安定性が得られた。さらに3
0日後再びI−V特性の測定を行ったところ液晶注入直
後と大きな差はなかった。第8図の構造で結果が良好で
あったことがらDLCがナトリウムのブロッキング性に
ついても良好なことが明白となった。
〔効果] 以上述べた様に本発明は炭素または炭素を主成分とする
薄膜を液晶層に接する面に存する強誘電性液晶素子とそ
の製造方法であって、該薄膜は極性を持たず、かつ導電
性を有しさらに透光性を有するものであり加うるにナト
リウムのブロンキング性が良好なものである。
本発明による炭素或いは炭素を主成分とする薄膜を応用
した場合、実施例に述べたように本発明による炭素或い
は炭素を主成分とする薄膜を応用しなかった場合に比べ
強誘電性液晶素子の性能、および信頼性を格段に向上さ
せることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の強誘電性液晶セルの断面を図解的に示し
、かつ液晶分子の安定な2状態のうち1つの状態を図解
的に示す図であり、 第5図、第8図、第9図は本発明を用いた強誘電性液晶
セルの断面を第1図と同様に示す図である。 第2図、第3図は従来の強誘電性液晶セルのI■特性の
液晶注入直後と30日後を示す。 第4図はDLC薄膜の製造装置の概略図であり。 第6図、第7図は本発明を用いた強誘電性液晶セルの、
I−V特性の液晶注入直後と30日後を示す。 1・・・基板 2・・・電極 3・・・有機樹脂膜 4・・・絶縁膜 5・・・液晶層 6・・・液晶分子 7・・・イオン性不純物 8・・・DLC薄膜 11・・・ドーピング系 12〜15・・ガス導入口 16・・・バルブ 17・・・流量計 18・・・反応系 19・・・ノズル 20・ ・ ・ 21.22・ 23・ ・ ・ 24・ ・ ・ 25・ ・ ・ 26・ ・ ・ 27・ ・ ・ 28・ ・ ・ 29・ ・ ・ マイクロ波励起用チャ ・電極 高周波電源 マツチングトランス 直流バイアス電源 排気系 圧力調整パルプ ターボ分子ポンプ ロータリーポンプ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、強誘電性液晶を挟持する2枚の電極基板の液晶層に
    接する面に炭素或いは炭素を主成分とする薄膜を配置し
    、少なくとも一方の基板の前記薄膜の下地には有機樹脂
    膜を有することを特徴とする強誘電性液晶素子。 2、強誘電性液晶を挟持する2枚の電極基板の液晶層に
    接する面に炭素或いは炭素を主成分とする薄膜を配置し
    、少なくとも一方の基板の前記薄膜の下地には有機樹脂
    膜を有する強誘電性液晶素子の製造方法であって前記薄
    膜はプラズマCVD法を用い、加熱を行わない状態で製
    膜することを特徴とする強誘電性液晶素子の製造方法。
JP23926188A 1988-09-22 1988-09-22 強誘電性液晶素子 Pending JPH0287117A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006058895A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Samsung Electronics Co Ltd 液晶表示パネル及びそれを用いた液晶表示装置
JP2006301653A (ja) * 2006-04-27 2006-11-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置およびその作製方法
JP2010116956A (ja) * 2008-11-12 2010-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ジャーナル軸受

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006058895A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Samsung Electronics Co Ltd 液晶表示パネル及びそれを用いた液晶表示装置
JP2006301653A (ja) * 2006-04-27 2006-11-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置およびその作製方法
JP4712601B2 (ja) * 2006-04-27 2011-06-29 株式会社半導体エネルギー研究所 単純マトリクス型液晶表示装置の作製方法
JP2010116956A (ja) * 2008-11-12 2010-05-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ジャーナル軸受
US8371756B2 (en) 2008-11-12 2013-02-12 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Journal bearing

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