JPH03209220A - 光学変調素子の製造法 - Google Patents
光学変調素子の製造法Info
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- JPH03209220A JPH03209220A JP416190A JP416190A JPH03209220A JP H03209220 A JPH03209220 A JP H03209220A JP 416190 A JP416190 A JP 416190A JP 416190 A JP416190 A JP 416190A JP H03209220 A JPH03209220 A JP H03209220A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
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。
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、液晶を均一に配向させる光学変調素子の製造
法に関するものである。
法に関するものである。
従来の技術
近年、液晶表示装置の大容量化、高速応答化への取り組
みが盛んに行なわれている．単純マトリックスタイプの
液晶表示素子の動作モードとして、ネマチック液晶を用
いたＴＮ型、ＳＴＮ型、ＥＣＢ型など、また強誘電性液
晶をもちいたＦＬＣ型がある。各動作モードとも大容量
化、高速応答化につれて液晶分子を大面積にわたって均
一に配向させ、かつ液晶分子をガラス基板面にたいして
、均一に傾斜させる技術が要求される，ＳＴＮ型では液
晶分子をガラス基板面から数度傾斜して配向させ、逆に
ＥＣＢ型ではガラス基板法線方向から数度傾斜して配向
させることが望ましい。
みが盛んに行なわれている．単純マトリックスタイプの
液晶表示素子の動作モードとして、ネマチック液晶を用
いたＴＮ型、ＳＴＮ型、ＥＣＢ型など、また強誘電性液
晶をもちいたＦＬＣ型がある。各動作モードとも大容量
化、高速応答化につれて液晶分子を大面積にわたって均
一に配向させ、かつ液晶分子をガラス基板面にたいして
、均一に傾斜させる技術が要求される，ＳＴＮ型では液
晶分子をガラス基板面から数度傾斜して配向させ、逆に
ＥＣＢ型ではガラス基板法線方向から数度傾斜して配向
させることが望ましい。
従来より液晶分子の配同法として、配向膜を一方向また
は複数の方向にラビングする方法と、ＳｉＯなと蒸着物
をガラス基板面に対して斜め方向から蒸着する斜方蒸着
法などが報告されている。
は複数の方向にラビングする方法と、ＳｉＯなと蒸着物
をガラス基板面に対して斜め方向から蒸着する斜方蒸着
法などが報告されている。
発明が解決しようとする課題
配同法としてラビングを行なった場合、工法的には簡易
であるが、しばしば表示画面に筋状の欠陥が発生したり
、あるいは液晶分子の配向不良に起因するストライブド
メインが発生し、表示品位を著しく損なうという課題が
ある。これらの現象は、ラビングのムラによって液晶分
子が均一に傾斜しないために発生するものと予想される
．ラビング法では液晶分子のプレチルト角（ガラス基板
面と液晶分子長軸方向とのなす角）を均一にかつ高精度
に制御することは困難である。他方斜方蒸着法では、比
較的液晶分子の傾斜角を制御しゃずいという長所がある
ものの、工法的に高真空が要求され、かつ処理でき得る
ガラス基板サイズに制限があり、生産性が著しく悪いと
いう課題がある．課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の光学変調素子の製
造法は、一刻の基板間に光学変調物質を挟持して成る光
学変調素子において、感光性機能を有するガラス基板上
に遮光部分と透過部分を有するフォトマスクを設けた後
、該感光性ガラス基板面に対して垂直方向または斜め方
向から露光する第一の工程と、第一の工程の後該感光性
ガラス基板の露光された部分をエッチングする第２の工
？を有し、第一の工程と第２の工程によりガラス基板上
に垂直または傾斜した突起、または凹凸を形成するもの
である． 作用 上記構威によれば、ガラス基板上に形成された垂直また
は傾斜した突起、または凹凸により液晶分子の配向方向
が規定され、均一にかつ高精度に液晶分子の配向方向、
プレチルト角を制御することができる。
であるが、しばしば表示画面に筋状の欠陥が発生したり
、あるいは液晶分子の配向不良に起因するストライブド
メインが発生し、表示品位を著しく損なうという課題が
ある。これらの現象は、ラビングのムラによって液晶分
子が均一に傾斜しないために発生するものと予想される
．ラビング法では液晶分子のプレチルト角（ガラス基板
面と液晶分子長軸方向とのなす角）を均一にかつ高精度
に制御することは困難である。他方斜方蒸着法では、比
較的液晶分子の傾斜角を制御しゃずいという長所がある
ものの、工法的に高真空が要求され、かつ処理でき得る
ガラス基板サイズに制限があり、生産性が著しく悪いと
いう課題がある．課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の光学変調素子の製
造法は、一刻の基板間に光学変調物質を挟持して成る光
学変調素子において、感光性機能を有するガラス基板上
に遮光部分と透過部分を有するフォトマスクを設けた後
、該感光性ガラス基板面に対して垂直方向または斜め方
向から露光する第一の工程と、第一の工程の後該感光性
ガラス基板の露光された部分をエッチングする第２の工
？を有し、第一の工程と第２の工程によりガラス基板上
に垂直または傾斜した突起、または凹凸を形成するもの
である． 作用 上記構威によれば、ガラス基板上に形成された垂直また
は傾斜した突起、または凹凸により液晶分子の配向方向
が規定され、均一にかつ高精度に液晶分子の配向方向、
プレチルト角を制御することができる。
実施例
以下に本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
（実施例１）
第１図は本発明の光学変調素子のガラス基板の一例であ
る。
る。
Ｉは感光機能を有するガラス基板、２は突起、３は透明
電極、４は液晶分子である。第２図に突起の形成方法を
具体的に示す。Ｓｌｏｔ Ａｌ■ｏ，系ガラスに感光
性金属として、少量のＡｕ，Ａｇと増感剤としてＣｅＯ
２を添加し感光性ガラス基ｖｉ１を形成する。感光性ガ
ラス基板ｌの大きさはおよそ１０ｃｍ角であり、厚みは
ｌｍである。つぎに格子状に遮光部分と透過部分が形成
されたフォトマスク５を基板上に設け、３００〜３２０
ｎｍにピーク発光スペクトルを有する紫外線６を垂直ま
たは斜め方向から一定時間照射する（第２図（ａ））。
電極、４は液晶分子である。第２図に突起の形成方法を
具体的に示す。Ｓｌｏｔ Ａｌ■ｏ，系ガラスに感光
性金属として、少量のＡｕ，Ａｇと増感剤としてＣｅＯ
２を添加し感光性ガラス基ｖｉ１を形成する。感光性ガ
ラス基板ｌの大きさはおよそ１０ｃｍ角であり、厚みは
ｌｍである。つぎに格子状に遮光部分と透過部分が形成
されたフォトマスク５を基板上に設け、３００〜３２０
ｎｍにピーク発光スペクトルを有する紫外線６を垂直ま
たは斜め方向から一定時間照射する（第２図（ａ））。
感光性ガラス基板に含有されたＣｅ”はおよそ３１０ｎ
−付近に吸収域が有り、紫外線照射にＣｅ”より光電子
が放出され、感光性イオンに吸収され中性化する．次に
４５０〜６００℃で熱処理を施す．これにより中性化し
た金属原子が金属コロイドとなり、更にガラス中のＬｉ
“が金属コロイドを核としてメタケイ酸リチウム結晶を
形成する（第２図（ロ））。次にバッファドフッ酸（Ｂ
ＨＦ）によりエッチングを行う。メタケイ酸リチウム結
晶のＢＨＦに対する溶解度が未結晶部分７（非露光部分
）と比較して極めて高く、露光部分８を３次元的にエッ
チングすることができる。エッチング部分は均一に切削
され、ガラス基板上に突起２が形成される（第２図（Ｃ
））。さて突起２の形状はフォトマスクのパターン形状
と紫外線照射の角度、エッチング量（深さ方向）に依っ
て規定される。傾斜し７た突起を形成する場合、基板法
線方向からθ傾いた角度から紫外線を照射すれば、ほぼ
θ傾いた突起ができ、また突起の長さＬはエッチング時
間によってコントロールすることができる。また第３図
に示す様に突起の大きさＸ．Ｙ及びピッチＰはフォトマ
スクのパターンあるいは露光方法をかえればよい。コン
タクト露光、プロキシミティ露光の場合、突起の大きさ
、ピッチはほぼフォトマスクどうりの寸法になるが、１
／Ｎの投影露光を行う場合、大きさ、ピッチは単純に１
／Ｎとなる。
−付近に吸収域が有り、紫外線照射にＣｅ”より光電子
が放出され、感光性イオンに吸収され中性化する．次に
４５０〜６００℃で熱処理を施す．これにより中性化し
た金属原子が金属コロイドとなり、更にガラス中のＬｉ
“が金属コロイドを核としてメタケイ酸リチウム結晶を
形成する（第２図（ロ））。次にバッファドフッ酸（Ｂ
ＨＦ）によりエッチングを行う。メタケイ酸リチウム結
晶のＢＨＦに対する溶解度が未結晶部分７（非露光部分
）と比較して極めて高く、露光部分８を３次元的にエッ
チングすることができる。エッチング部分は均一に切削
され、ガラス基板上に突起２が形成される（第２図（Ｃ
））。さて突起２の形状はフォトマスクのパターン形状
と紫外線照射の角度、エッチング量（深さ方向）に依っ
て規定される。傾斜し７た突起を形成する場合、基板法
線方向からθ傾いた角度から紫外線を照射すれば、ほぼ
θ傾いた突起ができ、また突起の長さＬはエッチング時
間によってコントロールすることができる。また第３図
に示す様に突起の大きさＸ．Ｙ及びピッチＰはフォトマ
スクのパターンあるいは露光方法をかえればよい。コン
タクト露光、プロキシミティ露光の場合、突起の大きさ
、ピッチはほぼフォトマスクどうりの寸法になるが、１
／Ｎの投影露光を行う場合、大きさ、ピッチは単純に１
／Ｎとなる。
上記の手法を組み合わせることにより、任意の形状を有
する突起を簡単にしかも精度よく形成することができる
。
する突起を簡単にしかも精度よく形成することができる
。
上記手法により、θ＝５０〜６０゜の角度から露光して
、ガラス基板面にたいして約３０〜４０”の角度を持っ
た突起を多数形成する。Ｘ＝Ｙ＝０．１μｍ、Ｐ＝０．
１５μｍ，Ｌ＝ ０．２ 〜０．３μｍである。次にＥ
Ｂ蒸着またはスパッタにより酸化インジウム錫（ＩＴＯ
）からなる透明電極２をガラス基板上に形成する．第４
図に上記ガラス基板を用いて作製した強誘電性液晶セル
の構戒図を示す．セルギャップは２μｍである．用いた
強誘電性液晶はＣＳ−１０１１ （．チッソ■製）であ
る。ガラス基板上に形成した多数の突起が、Ｓｔ○斜方
蒸着によって生じる柱状構造（カラム）と同じ働きをし
、その結果ＳｉＯ斜方蒸着と同じ良好な配同性と双安定
性を示す。液晶分子はガラス基板界面では分子長軸がカ
ラムと平行になるように配向するので、およそ液晶分子
のプレチルト角は３０から４０″程度となり、その結果
液晶分子の実質的なチルト角（φ）は大きくなり、±２
５゜付近の値を取るようになる。
、ガラス基板面にたいして約３０〜４０”の角度を持っ
た突起を多数形成する。Ｘ＝Ｙ＝０．１μｍ、Ｐ＝０．
１５μｍ，Ｌ＝ ０．２ 〜０．３μｍである。次にＥ
Ｂ蒸着またはスパッタにより酸化インジウム錫（ＩＴＯ
）からなる透明電極２をガラス基板上に形成する．第４
図に上記ガラス基板を用いて作製した強誘電性液晶セル
の構戒図を示す．セルギャップは２μｍである．用いた
強誘電性液晶はＣＳ−１０１１ （．チッソ■製）であ
る。ガラス基板上に形成した多数の突起が、Ｓｔ○斜方
蒸着によって生じる柱状構造（カラム）と同じ働きをし
、その結果ＳｉＯ斜方蒸着と同じ良好な配同性と双安定
性を示す。液晶分子はガラス基板界面では分子長軸がカ
ラムと平行になるように配向するので、およそ液晶分子
のプレチルト角は３０から４０″程度となり、その結果
液晶分子の実質的なチルト角（φ）は大きくなり、±２
５゜付近の値を取るようになる。
このことにより、透過率が最大となり高コントラスト表
示を実現することができる。
示を実現することができる。
上記構戒によれば、傾斜した突起が配向層として作用す
るので、配向処理を行うことなく、良好な配向を得るこ
とができる． （実施例２） 実施例１と同様の手法を用いて、θ＝０．５〜１゛の角
度から露光する．突起の大きさ、ピッチ、長さは実施例
ｌと同様である。形成された突起はガラス基板面法線方
向から約０．５〜１゜傾いた形状となる。上記ガラス基
板表面に透明電極を形成した後、第５図に示す液晶セル
を作製する。注入する液晶はネマチック液晶、または強
誘電性液晶でも良い． このとき液晶分子は分子長軸方向が突起と平行になる様
に配向するので、液晶分子は基板垂直方向から一方向に
０．５〜１゜程度傾斜した垂直配向を得ることができる
．さて負の誘電異方性を持ったネマチック液晶を注入し
た場合、電圧印加すると、バルク中の液晶分子はセル全
体にわたって一方向にたおれるので、配向欠陥を誘起す
ることはない。
るので、配向処理を行うことなく、良好な配向を得るこ
とができる． （実施例２） 実施例１と同様の手法を用いて、θ＝０．５〜１゛の角
度から露光する．突起の大きさ、ピッチ、長さは実施例
ｌと同様である。形成された突起はガラス基板面法線方
向から約０．５〜１゜傾いた形状となる。上記ガラス基
板表面に透明電極を形成した後、第５図に示す液晶セル
を作製する。注入する液晶はネマチック液晶、または強
誘電性液晶でも良い． このとき液晶分子は分子長軸方向が突起と平行になる様
に配向するので、液晶分子は基板垂直方向から一方向に
０．５〜１゜程度傾斜した垂直配向を得ることができる
．さて負の誘電異方性を持ったネマチック液晶を注入し
た場合、電圧印加すると、バルク中の液晶分子はセル全
体にわたって一方向にたおれるので、配向欠陥を誘起す
ることはない。
（実施例３）
実施例１と同様の手法により突起を形成し、透明電極を
形成した後、垂直配向膜１３（例えばオクタデシルトリ
エトキシシラン、Ｎ，ＮジメチルーＮ−オクタデシル−
３−アミノブロビルトリエトキシシラン）をスビンナー
またはディップにより塗布する。このとき第６図におい
て、液晶分子は垂直配向膜の影響を受けて、基板表面ｌ
Ｏ、突起の頂点１ｌでは基板に対して垂直に、突起の背
の部分１２では１８０′一θ傾斜して配向する。このと
き液晶セル内のバルク中の液晶分子は垂直分子は垂直配
向領域と傾斜配向領域の相互の影響を受けて、９０゜〜
１８０゜−θの間の傾斜角を取ることになる。
形成した後、垂直配向膜１３（例えばオクタデシルトリ
エトキシシラン、Ｎ，ＮジメチルーＮ−オクタデシル−
３−アミノブロビルトリエトキシシラン）をスビンナー
またはディップにより塗布する。このとき第６図におい
て、液晶分子は垂直配向膜の影響を受けて、基板表面ｌ
Ｏ、突起の頂点１ｌでは基板に対して垂直に、突起の背
の部分１２では１８０′一θ傾斜して配向する。このと
き液晶セル内のバルク中の液晶分子は垂直分子は垂直配
向領域と傾斜配向領域の相互の影響を受けて、９０゜〜
１８０゜−θの間の傾斜角を取ることになる。
例えばθ＝０゜の場合１３５゜ （実質的には４５゜）
の傾斜角を持つことになる．液晶分子の傾斜角は、露光
角度θ、突起の大きさｘ，Ｙ、ビッチＰ、長さしによっ
ても制御することができる。実施例３の場合、傾き角４
５゜〜９０゜の範囲で傾斜配向させることができる。
の傾斜角を持つことになる．液晶分子の傾斜角は、露光
角度θ、突起の大きさｘ，Ｙ、ビッチＰ、長さしによっ
ても制御することができる。実施例３の場合、傾き角４
５゜〜９０゜の範囲で傾斜配向させることができる。
（実施例４）
実施例ｌと同様の手法により突起を形成し、透明電極を
形成した後、第７図の様に水平配向膜１４（例えばＬ
Ｘ−５４００、日立化或■）を塗布する．この場合基板
表面ｌＯ、突起の頂点ｌ１では水平配向し、突起の背の
部分１２では傾斜配向（プレチルト角一θ）するので、
０゜〜θの範囲で傾斜角を制御することができる。
形成した後、第７図の様に水平配向膜１４（例えばＬ
Ｘ−５４００、日立化或■）を塗布する．この場合基板
表面ｌＯ、突起の頂点ｌ１では水平配向し、突起の背の
部分１２では傾斜配向（プレチルト角一θ）するので、
０゜〜θの範囲で傾斜角を制御することができる。
θ、Ｘ，Ｙ，Ｐ．Ｌを最適にすることにより、ＳＴＮ型
で要求される数度の傾斜角をラビング処理することなく
正確にかつ均一に制御することができる。
で要求される数度の傾斜角をラビング処理することなく
正確にかつ均一に制御することができる。
発明の効果
本発明の光学変調素子の製造法は、ガラス基板状に形成
された突起または凹凸により液晶分子の配向方向、傾斜
角を均一にかつ高精度に制御でき、液晶表示素子の特性
向上に非常に大きな効果がある。
された突起または凹凸により液晶分子の配向方向、傾斜
角を均一にかつ高精度に制御でき、液晶表示素子の特性
向上に非常に大きな効果がある。
第１図は本発明の光学変調素子のガラス基板の断面図、
第２図は突起形状を形成する工程図、第３図は突起の斜
視図、第４図は強誘電性液晶セルの断面図、第５図はＥ
ＣＢ型液晶セルの断面図、第６図は垂直配向膜付きガラ
ス基板の断面図、第７図は水平配向膜付きガラス基板の
断面図である。 ｌ・・・・・・感光性ガラス基板、２・・・・・・突起
、３・・・・・・透明電極、 ４・・・・・・液晶分子．
第２図は突起形状を形成する工程図、第３図は突起の斜
視図、第４図は強誘電性液晶セルの断面図、第５図はＥ
ＣＢ型液晶セルの断面図、第６図は垂直配向膜付きガラ
ス基板の断面図、第７図は水平配向膜付きガラス基板の
断面図である。 ｌ・・・・・・感光性ガラス基板、２・・・・・・突起
、３・・・・・・透明電極、 ４・・・・・・液晶分子．
Claims (4)
- （１）一対の基板間に光学変調物質を挟持して成る光学
変調素子において、感光性機能を有するガラス基板上に
遮光部分と透過部分を有するフォトマスクを設けた後、
該感光性ガラス基板面に対して垂直方向または斜め方向
から露光する第一の工程と、第一の工程の後該感光性ガ
ラス基板の露光された部分をエッチングする第２の工程
を有し、第一の工程と第２の工程によりガラス基板上に
垂直または傾斜した突起、または凹凸を形成することを
特徴とする光学変調素子の製造法。 - （２）一対の基板間に光学変調物質を挟持して成る光学
変調素子において、感光性機能を有するガラス基板上に
遮光部分と透過部分を有するフォトマスクを設けた後、
該感光性ガラス基板面に対して垂直方向または斜め方向
から露光する第一の工程と、第一の工程の後該感光性ガ
ラス基板の露光された部分をエッチングする第２の工程
と、第一工程と第２工程とによりガラス基板上に形成さ
れた垂直または傾斜した突起を有する該感光性ガラス基
板上に透明電極を形成する第３の工程と、該透明電極上
に配向層を形成し、光学変調物質として液晶を使用する
第４の工程を有することを特徴とする光学変調素子の製
造法。 - （３）突起または凹凸の大きさ、形状が露光方向とフォ
トマスク上の描画パターンおよびエッチング量によって
制御されることを特徴とする請求項（１）記載の光学変
調素子の製造法。 - （４）突起の大きさ、形状が露光方向とフォトマスク上
の描画パターンおよびエッチング量によって制御される
ことを特徴とする請求項（２）記載の光学変調素子の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP416190A JPH03209220A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 光学変調素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP416190A JPH03209220A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 光学変調素子の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03209220A true JPH03209220A (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=11577020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP416190A Pending JPH03209220A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 光学変調素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03209220A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2001281659A (ja) * | 2000-03-27 | 2001-10-10 | Hewlett Packard Co <Hp> | 液晶デバイス |
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