JPH03211523A - 光学変調素子 - Google Patents
光学変調素子Info
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- JPH03211523A JPH03211523A JP741790A JP741790A JPH03211523A JP H03211523 A JPH03211523 A JP H03211523A JP 741790 A JP741790 A JP 741790A JP 741790 A JP741790 A JP 741790A JP H03211523 A JPH03211523 A JP H03211523A
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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、ガラス基板上に形成された突起、または凹凸
を存する光学変調素子に間するものである。
を存する光学変調素子に間するものである。
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、ネマチンク液晶を用
いたＴＮ型、ＳＴＮ型、ＥＣＢ型など、また強誘電性液
晶を用いた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対して、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ＥＣ
Ｂ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、ネマチンク液晶を用
いたＴＮ型、ＳＴＮ型、ＥＣＢ型など、また強誘電性液
晶を用いた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対して、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ＥＣ
Ｂ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向法として、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など蒸着物
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など蒸着物
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
配向性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問題点
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１着法では、
比較的液晶分子の傾斜角を制御しやすいという長所があ
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
という問題点がある。
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問題点
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１着法では、
比較的液晶分子の傾斜角を制御しやすいという長所があ
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
という問題点がある。
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は、
一対の基板間に光学変調勧賞として液晶を挟持し、少な
くとも一方の基板が感光性機能を有するガラスから構成
され、該感光性ガラス基板上に、基板表面に対して垂直
方向または傾斜した方向に該感光性ガラスより成る突起
、または凹凸を有するものである。
一対の基板間に光学変調勧賞として液晶を挟持し、少な
くとも一方の基板が感光性機能を有するガラスから構成
され、該感光性ガラス基板上に、基板表面に対して垂直
方向または傾斜した方向に該感光性ガラスより成る突起
、または凹凸を有するものである。
作用
上記構成によれば、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。
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。
（実施例り
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。
１は感光機能を有するガラス基板、２は突起２３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、 Ｓ ｉ ０２−Ｌ ｌ ２０−Ａ／！
２０ｓ系ガラスに感光性金属として、少量のＡｕ、Ａｇ
と増感側としてＣｅＯ２を添加し感光性ガラス基板１を
形成する。感光性ガラス基Ｆｉｌの大きさはおよそ１０
（１ｍ角であり、厚みはＩ■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、３００〜３２０ｎ霧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（同１１Ｎ（ａ））、感光性ガラス基板に含有され
たＣｅ”−およそ３１０ｎ−付近に吸収域があり、紫外
線照射により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８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ＬＰ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（同図（ｂ））、
次にバッファドフッ酸（ＢＨＦ）によりエツチングを行
なう、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次元的にエツチングすることができる。
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、 Ｓ ｉ ０２−Ｌ ｌ ２０−Ａ／！
２０ｓ系ガラスに感光性金属として、少量のＡｕ、Ａｇ
と増感側としてＣｅＯ２を添加し感光性ガラス基板１を
形成する。感光性ガラス基Ｆｉｌの大きさはおよそ１０
（１ｍ角であり、厚みはＩ■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、３００〜３２０ｎ霧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（同１１Ｎ（ａ））、感光性ガラス基板に含有され
たＣｅ”−およそ３１０ｎ−付近に吸収域があり、紫外
線照射により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８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ＬＰ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（同図（ｂ））、
次にバッファドフッ酸（ＢＨＦ）によりエツチングを行
なう、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次元的にエツチングすることができる。
エツ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。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、エンチング量（深さ方
向）に依って規定される（同図（Ｃ））。傾斜した突起
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、はぼθ傾いた突起ができ、また突起
の長さＬはエツ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図に示す欅に突起の大きさＸ。
２が形成される。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、エンチング量（深さ方
向）に依って規定される（同図（Ｃ））。傾斜した突起
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、はぼθ傾いた突起ができ、また突起
の長さＬはエツ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図に示す欅に突起の大きさＸ。
Ｙ及びとッチ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の投影露光を行なう場合
、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（形成することができる。
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の投影露光を行なう場合
、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（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
、ガラス基板面に対して約３０〜４０＃の角度を持った
突起を多数形成する。Ｘ−Ｙ−０゜１ｐｍ、Ｐ−０，１
５μｍ、Ｌ＝０．２〜０．３ｔＩｍである０次にＥＢ蒸
着またはスパッタにより酸化インジウム錫（Ｉ Ｔｏ）
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
構成図を示す。セルギャシブは２μｍである。用いた強
誘電性液晶はＣ５−１０１１（チッソ■製）である。
、ガラス基板面に対して約３０〜４０＃の角度を持った
突起を多数形成する。Ｘ−Ｙ−０゜１ｐｍ、Ｐ−０，１
５μｍ、Ｌ＝０．２〜０．３ｔＩｍである０次にＥＢ蒸
着またはスパッタにより酸化インジウム錫（Ｉ Ｔｏ）
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
構成図を示す。セルギャシブは２μｍである。用いた強
誘電性液晶はＣ５−１０１１（チッソ■製）である。
ガラス基板上に形成した多数の突起が、ＳｉＯ斜方蒸着
によって生しる柱状構造（カラム）と同じ働きをし、そ
の結果ＳｉＯ斜方蒸着と同し良好な配向性と双安定性を
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３０１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、±２５
°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。
によって生しる柱状構造（カラム）と同じ働きをし、そ
の結果ＳｉＯ斜方蒸着と同し良好な配向性と双安定性を
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３０１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、±２５
°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。
上記構成によれば、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。
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
１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。
度から露光する。突起の大きさ、ピッチ、長さは実施例
１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だおれるので、配向欠陥を誘起す
ることはない。
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だおれるので、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（例えばオクタデンルトリ
エトキシシラン、Ｎ、ＮジメチルＮ−オクタデシル−３
−アミノプロピルトリエトキシンラン）をスピンナーま
たはデイツプにより塗布する。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１０
、突起の頂点１１では基板に対して垂直に、突起の青の
部分１２では１８０＠〜θ傾斜して配向する。
形成した後、垂直配向膜１３（例えばオクタデンルトリ
エトキシシラン、Ｎ、ＮジメチルＮ−オクタデシル−３
−アミノプロピルトリエトキシンラン）をスピンナーま
たはデイツプにより塗布する。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１０
、突起の頂点１１では基板に対して垂直に、突起の青の
部分１２では１８０＠〜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配向領
域と傾斜配向領域の相互の影響を受けて、９０°〜１８
０°−θの間の傾斜角を取ることになる９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、ピッチＰ１長さＬ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４５°〜９０１
の範囲で傾斜配向させることができる。
域と傾斜配向領域の相互の影響を受けて、９０°〜１８
０°−θの間の傾斜角を取ることになる９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、ピッチＰ１長さＬ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４５°〜９０１
の範囲で傾斜配向させることができる。
（実施例４）
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、第７図の欅に水平配向膜１４（例えばＬＸ
−５４００、日立化成■）を塗布する。この場合基板表
面１０、突起の頂点１１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＝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。
形成した後、第７図の欅に水平配向膜１４（例えばＬＸ
−５４００、日立化成■）を塗布する。この場合基板表
面１０、突起の頂点１１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＝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。
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、ガラス基板上に形成
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・・・・・・部品分子。
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・・・・・・部品分子。
Claims (3)
- （１）一対の基板間に光学変調物質として液晶を挟持し
て成る光学変調素子において、少なくとも一方の基板が
感光機能を有するガラスから構成され、該感光性ガラス
基板上に、基板表面に対して垂直方向または傾斜した方
向に該感光性ガラスより成る突起、または凹凸を有する
ことを特徴とする光学変調素子。 - （２）突起または凹凸が感光性ガラスの露光、エッチン
グ工程により形成されることを特徴とする請求項（１）
記載の光学変調素子。 - （３）前記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、露光方式およびエッチ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP741790A JPH03211523A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 光学変調素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP741790A JPH03211523A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 光学変調素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03211523A true JPH03211523A (ja) | 1991-09-17 |
Family
ID=11665296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP741790A Pending JPH03211523A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 光学変調素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03211523A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100229198B1 (ko) * | 1997-02-11 | 1999-11-01 | 구자홍 | 부분편광된 광을 이용한 프리틸트의 결정방법 및 이를 이용한 액정셀의 제조방법 |
| US7978289B2 (en) * | 2005-08-18 | 2011-07-12 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Flexible display device |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP741790A patent/JPH03211523A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100229198B1 (ko) * | 1997-02-11 | 1999-11-01 | 구자홍 | 부분편광된 광을 이용한 프리틸트의 결정방법 및 이를 이용한 액정셀의 제조방법 |
| US7978289B2 (en) * | 2005-08-18 | 2011-07-12 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Flexible display device |
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