JPH04362918A - 強誘電性液晶素子 - Google Patents
強誘電性液晶素子Info
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- JPH04362918A JPH04362918A JP3224903A JP22490391A JPH04362918A JP H04362918 A JPH04362918 A JP H04362918A JP 3224903 A JP3224903 A JP 3224903A JP 22490391 A JP22490391 A JP 22490391A JP H04362918 A JPH04362918 A JP H04362918A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は液晶素子に関し、特に無
機酸化物絶縁膜によって上下電極間の絶縁性を得る強誘
電性液晶素子に関するものである。
機酸化物絶縁膜によって上下電極間の絶縁性を得る強誘
電性液晶素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶素子の上下電極間の絶縁を得
るために使用されている絶縁膜としては、スパッタリン
グ法によって形成されるSiO2 膜が一般的であった
。
るために使用されている絶縁膜としては、スパッタリン
グ法によって形成されるSiO2 膜が一般的であった
。
【0003】また、特に強誘電性液晶(FLC)を用い
る液晶素子においては、絶縁膜に誘電率の大きいTa2
O5 が用いられる。これは、FLCの駆動上、配向
膜を含めた絶縁層の電気容量が大きい方が有利なためで
あり、Ta2 O5 においてはSiO2 の約5倍の
誘電率が得られている。さらに、その膜厚は電気的絶縁
耐圧が許す範囲で容量を大きく取る為に薄く設計される
。また、同様に、誘電率が小さく、誘電損失の大きい配
向膜も膜厚を薄く設計されている。しかしながら、配向
膜が薄膜化されるに当たって、スパッタリング成膜によ
る無機酸化物膜ではFLCの配向性が低下する傾向がみ
られる。
る液晶素子においては、絶縁膜に誘電率の大きいTa2
O5 が用いられる。これは、FLCの駆動上、配向
膜を含めた絶縁層の電気容量が大きい方が有利なためで
あり、Ta2 O5 においてはSiO2 の約5倍の
誘電率が得られている。さらに、その膜厚は電気的絶縁
耐圧が許す範囲で容量を大きく取る為に薄く設計される
。また、同様に、誘電率が小さく、誘電損失の大きい配
向膜も膜厚を薄く設計されている。しかしながら、配向
膜が薄膜化されるに当たって、スパッタリング成膜によ
る無機酸化物膜ではFLCの配向性が低下する傾向がみ
られる。
【0004】一方、高価なスッパタリング装置を用いて
成膜する変わりに、塗布・焼成による成膜法の検討がな
されている。その中で、この塗布・焼成により成膜され
た無機酸化物膜が、FLCに対して薄膜有機配向膜を用
いても良好な配向性を示すことが報告されている。(特
開昭61−18362号公報)この塗布・焼成法に用い
られる材料には、硅素及びチタン、タンタル、ジルコニ
ウム等の水酸化物またはオルガノオキシド等が用いられ
る。これ等は混合溶液の形態で用いられ、例えば高沸点
・高粘性の多価アルコールまたはそれらの誘導体の溶液
として、オフセット方式のフレキソ印刷として一足先に
完成された配向膜の印刷技術と組み合わされ、印刷塗布
・焼成の成膜方法が実用化に至っている。
成膜する変わりに、塗布・焼成による成膜法の検討がな
されている。その中で、この塗布・焼成により成膜され
た無機酸化物膜が、FLCに対して薄膜有機配向膜を用
いても良好な配向性を示すことが報告されている。(特
開昭61−18362号公報)この塗布・焼成法に用い
られる材料には、硅素及びチタン、タンタル、ジルコニ
ウム等の水酸化物またはオルガノオキシド等が用いられ
る。これ等は混合溶液の形態で用いられ、例えば高沸点
・高粘性の多価アルコールまたはそれらの誘導体の溶液
として、オフセット方式のフレキソ印刷として一足先に
完成された配向膜の印刷技術と組み合わされ、印刷塗布
・焼成の成膜方法が実用化に至っている。
【0005】この印刷塗布・焼成タイプの無機酸化物膜
の特徴としては、前記した良好なFLCの配向性の他に
、金属の種類、または金属と硅素との混合比によっては
、スパッタ膜よりも高い電気的絶縁破壊電圧が得られる
。例えば、膜厚1000Åの印刷Ta2 O5 膜にお
いて、絶縁破壊電圧は45V以上,誘電率17の値が得
られ、膜厚40Åのポリイミド系配向膜を用いても良好
な配向を示す。
の特徴としては、前記した良好なFLCの配向性の他に
、金属の種類、または金属と硅素との混合比によっては
、スパッタ膜よりも高い電気的絶縁破壊電圧が得られる
。例えば、膜厚1000Åの印刷Ta2 O5 膜にお
いて、絶縁破壊電圧は45V以上,誘電率17の値が得
られ、膜厚40Åのポリイミド系配向膜を用いても良好
な配向を示す。
【0006】これはスパッタTa2 O5 膜の誘電率
20にはおよばないものの、絶縁破壊電圧は、膜厚60
0Åで比較した場合でも、スパッタ膜の15〜20Vに
対して25〜30Vの値であることからすぐれている。 それに加えて、配向性から、スパッタ膜においてはより
厚い配向膜厚が必要なことから、配向膜と無機酸化物膜
のトータルの電気容量で見ると、実際上は誘電率のデメ
リットもない。
20にはおよばないものの、絶縁破壊電圧は、膜厚60
0Åで比較した場合でも、スパッタ膜の15〜20Vに
対して25〜30Vの値であることからすぐれている。 それに加えて、配向性から、スパッタ膜においてはより
厚い配向膜厚が必要なことから、配向膜と無機酸化物膜
のトータルの電気容量で見ると、実際上は誘電率のデメ
リットもない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、印刷塗
布・焼成タイプの無機酸化物膜においては、金属配線等
の構成材料の制約から、焼成条件は300℃以下に規制
される。この焼成条件で形成される無機酸化物膜は、ス
パッタリング成膜に比べて膜の硬度が小さい欠点がある
。
布・焼成タイプの無機酸化物膜においては、金属配線等
の構成材料の制約から、焼成条件は300℃以下に規制
される。この焼成条件で形成される無機酸化物膜は、ス
パッタリング成膜に比べて膜の硬度が小さい欠点がある
。
【0008】さらに、印刷塗布法の欠点として、印刷面
に突起状の異物があった場合、例えば1μm前後の異物
でも印刷液がはじかれてその異物をカバーできない場合
がある。
に突起状の異物があった場合、例えば1μm前後の異物
でも印刷液がはじかれてその異物をカバーできない場合
がある。
【0009】したがって、電極パターン上に導電性の異
物があった場合、これを印刷法では、カバーできない場
合があり、さらに対向側電極においても、硬度の小さい
印刷絶縁膜は、この裸の導電性異物に突き破られて上下
電極間ショートとなることが推測される。
物があった場合、これを印刷法では、カバーできない場
合があり、さらに対向側電極においても、硬度の小さい
印刷絶縁膜は、この裸の導電性異物に突き破られて上下
電極間ショートとなることが推測される。
【0010】実際、液晶パネルの上下電極間ショートの
発生率を調べると、スパッタ膜よりも電気絶縁破壊電圧
が高いにもかかわらず、印刷塗布膜を用いたパネルのほ
うが上下電極間ショートが多い。
発生率を調べると、スパッタ膜よりも電気絶縁破壊電圧
が高いにもかかわらず、印刷塗布膜を用いたパネルのほ
うが上下電極間ショートが多い。
【0011】さらに、従来の単層からなる絶縁層構造に
より、強誘電性液晶を配向させる場合、スメクチック層
のシェブロン(屈折)構造を有するユニフォーム配向を
パネル全面に亘って均一に配向させられない場合があり
、液晶分子の屈折率の影響や欠陥により高い透過率が得
られない場合があった。
より、強誘電性液晶を配向させる場合、スメクチック層
のシェブロン(屈折)構造を有するユニフォーム配向を
パネル全面に亘って均一に配向させられない場合があり
、液晶分子の屈折率の影響や欠陥により高い透過率が得
られない場合があった。
【0012】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、液晶素子の上下電極間
ショートの発生を防止し、かつ良好な液晶分子の配向性
を得ることを目的とするものである。
するためになされたものであり、液晶素子の上下電極間
ショートの発生を防止し、かつ良好な液晶分子の配向性
を得ることを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、一対の
電極パターンを有する基板と、該基板間に挟持された強
誘電性液晶と、該電極パターン上に形成された絶縁層を
有する強誘電性液晶素子において、該絶縁層は第一の絶
縁層と、該第一の絶縁層とは異なる形成法により成る第
二の絶縁層とを有する多層構造であることを特徴とする
強誘電性液晶素子である。
電極パターンを有する基板と、該基板間に挟持された強
誘電性液晶と、該電極パターン上に形成された絶縁層を
有する強誘電性液晶素子において、該絶縁層は第一の絶
縁層と、該第一の絶縁層とは異なる形成法により成る第
二の絶縁層とを有する多層構造であることを特徴とする
強誘電性液晶素子である。
【0014】本発明においては、前記2層の絶縁膜が、
電極パターン上の第一層がスパッタリング法、第二層が
印刷塗布法によって形成されたものが好ましい。
電極パターン上の第一層がスパッタリング法、第二層が
印刷塗布法によって形成されたものが好ましい。
【0015】本発明の液晶素子においては、電極パター
ン上に製法の異なる無機酸化物膜を2層形成することに
より、上下電極間ショートの発生を防止し、かつ良好な
液晶分子の配向性を得るものである。
ン上に製法の異なる無機酸化物膜を2層形成することに
より、上下電極間ショートの発生を防止し、かつ良好な
液晶分子の配向性を得るものである。
【0016】すなわち、電極パターン上の第一の絶縁層
にスパッタリング法によって形成した無機酸化物膜を用
い、膜硬度,導電性異物のカバーリングを達成し、さら
に、第二の絶縁層として、印刷塗布によって形成した無
機酸化物膜を用いることにより、電気的絶縁破壊電圧を
向上させ、さらに、シェブロン(屈折)構造を有するス
メクチック層の均一なC1状態のユニフォーム配向を得
ることができる。
にスパッタリング法によって形成した無機酸化物膜を用
い、膜硬度,導電性異物のカバーリングを達成し、さら
に、第二の絶縁層として、印刷塗布によって形成した無
機酸化物膜を用いることにより、電気的絶縁破壊電圧を
向上させ、さらに、シェブロン(屈折)構造を有するス
メクチック層の均一なC1状態のユニフォーム配向を得
ることができる。
【0017】図1は、本発明の強誘電性液晶セルの1例
を模式的に表したものである。106は基板、105は
透明電極層、104は金属配線層、102は第一絶縁層
、103は第二絶縁層、101は異物、107は強誘電
性液晶層、108は配向膜をそれぞれ示している。
を模式的に表したものである。106は基板、105は
透明電極層、104は金属配線層、102は第一絶縁層
、103は第二絶縁層、101は異物、107は強誘電
性液晶層、108は配向膜をそれぞれ示している。
【0018】透明電極層105は、In2 O3 やI
TO(Indium Tin Oxide)等の材
料を用い、一般に層厚は250〜8000Å、より望ま
しくは500〜3000Åの範囲で形成される。
TO(Indium Tin Oxide)等の材
料を用い、一般に層厚は250〜8000Å、より望ま
しくは500〜3000Åの範囲で形成される。
【0019】金属配線層104は、透明電極層105の
電気抵抗を低減するために設けられるもので、Mo,T
a,Al,Ti,Crまたはこれらの合金を用いること
ができ、層厚は250〜5000Å、より望ましくは5
00〜3000Åの範囲に設定される。
電気抵抗を低減するために設けられるもので、Mo,T
a,Al,Ti,Crまたはこれらの合金を用いること
ができ、層厚は250〜5000Å、より望ましくは5
00〜3000Åの範囲に設定される。
【0020】第一絶縁層102は、スパッタリング法に
よって形成された絶縁膜からなり、層厚を300〜30
00Å、好ましくは500〜2000Åの範囲に設定す
ることができる。第一絶縁層102の材料としては、無
機酸化物膜を使用することができ、具体的には、一酸化
硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム、ジルコニア、酸
化セリウム、五酸化二タンタル、二酸化チタン等を用い
ることができる。
よって形成された絶縁膜からなり、層厚を300〜30
00Å、好ましくは500〜2000Åの範囲に設定す
ることができる。第一絶縁層102の材料としては、無
機酸化物膜を使用することができ、具体的には、一酸化
硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム、ジルコニア、酸
化セリウム、五酸化二タンタル、二酸化チタン等を用い
ることができる。
【0021】また、第二絶縁層103は、印刷塗布・焼
成法によって形成された絶縁膜からなり、層厚を250
〜5000Å、より望ましくは500〜3000Åの範
囲に設定することができる。焼成条件として望ましい範
囲は、200℃〜500℃、より望ましくは250℃〜
400℃である。
成法によって形成された絶縁膜からなり、層厚を250
〜5000Å、より望ましくは500〜3000Åの範
囲に設定することができる。焼成条件として望ましい範
囲は、200℃〜500℃、より望ましくは250℃〜
400℃である。
【0022】第二絶縁層103の材料としては、無機酸
化物膜を使用することができ、具体的には、一酸化硅素
、二酸化硅素、酸化アルミニウム、ジルコニア、酸化セ
リウム、五酸化二タンタル、二酸化チタン等の中から選
ばれる一つまたは複数の材料を用いることができる。
化物膜を使用することができ、具体的には、一酸化硅素
、二酸化硅素、酸化アルミニウム、ジルコニア、酸化セ
リウム、五酸化二タンタル、二酸化チタン等の中から選
ばれる一つまたは複数の材料を用いることができる。
【0023】本発明の第二絶縁層を形成する場合に、塗
布用の材料として用いるインクにおいて用いる有機金属
化合物としては、オルガノメトキシシラン,オルガノエ
トキシシランなどのオルガノアコキシシラン、テトライ
ソプロピルチタネート,ブチルチタネートダイマーなど
のチタンオルソエステル、チタンアセチルアセトネート
,ポリチタンアセチルアセトネートなどのチタンキレー
ト等を用いることができ、必要とする絶縁層の組成比に
応じてこれらを混合して用いることができる。
布用の材料として用いるインクにおいて用いる有機金属
化合物としては、オルガノメトキシシラン,オルガノエ
トキシシランなどのオルガノアコキシシラン、テトライ
ソプロピルチタネート,ブチルチタネートダイマーなど
のチタンオルソエステル、チタンアセチルアセトネート
,ポリチタンアセチルアセトネートなどのチタンキレー
ト等を用いることができ、必要とする絶縁層の組成比に
応じてこれらを混合して用いることができる。
【0024】配向膜108としては、各種のポリイミド
膜を用いることができる。特に好ましいポリイミドは含
フッ素ポリイミドであって、具体的には
膜を用いることができる。特に好ましいポリイミドは含
フッ素ポリイミドであって、具体的には
【0025】
【化1】
【0026】
【化2】
【0027】
【化3】
【0028】
【化4】
【0029】
【化5】
【0030】
【化6】
【0031】などを用いることができる。
【0032】基板106は、一般に一対のガラス板、プ
ラスチック板等からなる。2枚の基板は、スメクチック
相の強誘電性液晶107のらせん配列構造の形成を抑制
するのに十分に小さい距離(例えば、0.1〜3μm)
に設定され、強誘電性液晶107は、スメチック層がシ
ェブロン(屈折)構造を有するユニフォーム配向状態を
生じている。
ラスチック板等からなる。2枚の基板は、スメクチック
相の強誘電性液晶107のらせん配列構造の形成を抑制
するのに十分に小さい距離(例えば、0.1〜3μm)
に設定され、強誘電性液晶107は、スメチック層がシ
ェブロン(屈折)構造を有するユニフォーム配向状態を
生じている。
【0033】本発明で用いる強誘電性液晶107として
特に適したものは、カイラルスメクティック液晶であっ
て強誘電性を有するものである。具体的には、カイラル
スメクティックC相(SmC* )、カイラルスメクテ
ィックG相(SmG* )、カイラルスメクティックF
相(SmF* )、カイラルスメクティックI相(Sm
I*)またはカイラルスメクティックH相(SmH*
)の液晶を用いることができる。
特に適したものは、カイラルスメクティック液晶であっ
て強誘電性を有するものである。具体的には、カイラル
スメクティックC相(SmC* )、カイラルスメクテ
ィックG相(SmG* )、カイラルスメクティックF
相(SmF* )、カイラルスメクティックI相(Sm
I*)またはカイラルスメクティックH相(SmH*
)の液晶を用いることができる。
【0034】強誘電性液晶の詳細については、例えば“
LEJOURNAL DE PHYSIQUE
LETTERS”36(L−69)1975、「Fer
roelectric Liquid Cryst
als」;“Applied Physics L
etters”36(11)1980「Submicr
o Second Bi−stable Ele
ctrooptic Switchingin L
iquid Crystals」;“固体物理”16
(141)1981「液晶」、米国特許第4,561,
726号公報、米国特許第4,589,996号公報、
米国特許第4,592,858号公報、米国特許第4,
596,667号公報、米国特許第4,613,209
号公報、米国特許第4,614,609号公報、米国特
許4,622,165号公報等に記載されており、本発
明ではこれらに開示された強誘電性液晶を用いることが
できる。
LEJOURNAL DE PHYSIQUE
LETTERS”36(L−69)1975、「Fer
roelectric Liquid Cryst
als」;“Applied Physics L
etters”36(11)1980「Submicr
o Second Bi−stable Ele
ctrooptic Switchingin L
iquid Crystals」;“固体物理”16
(141)1981「液晶」、米国特許第4,561,
726号公報、米国特許第4,589,996号公報、
米国特許第4,592,858号公報、米国特許第4,
596,667号公報、米国特許第4,613,209
号公報、米国特許第4,614,609号公報、米国特
許4,622,165号公報等に記載されており、本発
明ではこれらに開示された強誘電性液晶を用いることが
できる。
【0035】強誘電性液晶化合物の具体例としては、デ
シロキシベンジリデン−P´−アミノ−2−メチルブチ
ルシンナメート(DOBAMBC)、ヘキシルオキシベ
ンジリデン−P´−アミノ−2−クロロプロピルシンナ
メート(HOBACPC)、4−o−(2−メチル)ブ
チルレゾルシリデン−4´−オクチルアニリン(MBR
8)が挙げられる。
シロキシベンジリデン−P´−アミノ−2−メチルブチ
ルシンナメート(DOBAMBC)、ヘキシルオキシベ
ンジリデン−P´−アミノ−2−クロロプロピルシンナ
メート(HOBACPC)、4−o−(2−メチル)ブ
チルレゾルシリデン−4´−オクチルアニリン(MBR
8)が挙げられる。
【0036】このような構成において、本発明者らは液
晶のプレチルトと上下の配向膜108の表面に付与され
た一軸性配向軸を同一方向で平行、または交差させるこ
とにより、シェブロン構造を有するスメクティック層の
均一なユニューム配向を得ることに成功した。
晶のプレチルトと上下の配向膜108の表面に付与され
た一軸性配向軸を同一方向で平行、または交差させるこ
とにより、シェブロン構造を有するスメクティック層の
均一なユニューム配向を得ることに成功した。
【0037】ユニフォーム配向については、VSP
4932758(Hanyu etal.)にその詳
細が述べられている。以下、ユニフォーム配向の配向状
態およびそのモデルを説明する。図4はユニフォーム配
向のモデルを示す模式図である。図4において、414
a,414bはそれぞれ上下の配向膜108の表面、4
31はスメクティック層、432は、Sm* C1領域
、433はSm* C2領域、434はライトニング欠
陥、435はヘアピン欠陥、436は界面での液晶分子
を示しており、その液晶が持っている各相で一軸性配向
軸方向に対応した方位角で傾いている。その傾き角に対
して、層の屈折方向は、432または433のような方
向性を有しており、432の配向状態をSmC1、43
3の配向状態をSm* C2と呼ぶ。
4932758(Hanyu etal.)にその詳
細が述べられている。以下、ユニフォーム配向の配向状
態およびそのモデルを説明する。図4はユニフォーム配
向のモデルを示す模式図である。図4において、414
a,414bはそれぞれ上下の配向膜108の表面、4
31はスメクティック層、432は、Sm* C1領域
、433はSm* C2領域、434はライトニング欠
陥、435はヘアピン欠陥、436は界面での液晶分子
を示しており、その液晶が持っている各相で一軸性配向
軸方向に対応した方位角で傾いている。その傾き角に対
して、層の屈折方向は、432または433のような方
向性を有しており、432の配向状態をSmC1、43
3の配向状態をSm* C2と呼ぶ。
【0038】又、異なる配向状態SmC1とSmC2の
境界部434,435には欠陥が生じ、基板106の法
線方向から偏光板を通して観察すると、434はライト
ニング欠陥、435はヘアピン欠陥となっていることが
わかる。本発明において達成される配向は432のよう
なSm* C1の状態である。
境界部434,435には欠陥が生じ、基板106の法
線方向から偏光板を通して観察すると、434はライト
ニング欠陥、435はヘアピン欠陥となっていることが
わかる。本発明において達成される配向は432のよう
なSm* C1の状態である。
【0039】図5は、Sm* C1およびSm* C2
の各状態のCダイレクターを表したものである。551
,552はSm*C1配向のうち、Cダイレクタが一方
の基板から他方の基板にかけて回転しているツイスト状
態、553,554は、Sm* C1配向のうち、Cダ
イレクタがほぼ同一の方向に整列しているユニフォーム
状態を示している。また、555,556は、Sm*
C2配向におけるツイスト状態を示している。
の各状態のCダイレクターを表したものである。551
,552はSm*C1配向のうち、Cダイレクタが一方
の基板から他方の基板にかけて回転しているツイスト状
態、553,554は、Sm* C1配向のうち、Cダ
イレクタがほぼ同一の方向に整列しているユニフォーム
状態を示している。また、555,556は、Sm*
C2配向におけるツイスト状態を示している。
【0040】本発明者らの検討によると、上記各状態の
うち、最も光透過率が高いのはSm* C1配向のうち
のユニフォーム状態553,554であるが、チルト、
一軸性配向軸の相互の方向などの配向制御の条件により
、551,552のようなSm* C1におけるツイス
ト状態がユニフォーム状態553,554と混在するこ
とになり、光透過率、コントラスト等の特性を悪化させ
る原因となっている。
うち、最も光透過率が高いのはSm* C1配向のうち
のユニフォーム状態553,554であるが、チルト、
一軸性配向軸の相互の方向などの配向制御の条件により
、551,552のようなSm* C1におけるツイス
ト状態がユニフォーム状態553,554と混在するこ
とになり、光透過率、コントラスト等の特性を悪化させ
る原因となっている。
【0041】本発明の強誘電性液晶セルにおいては、S
m* C1のうち、ユニフォーム状態553,554が
安定となり、ツイスト状態551,552の混在を防止
している。
m* C1のうち、ユニフォーム状態553,554が
安定となり、ツイスト状態551,552の混在を防止
している。
【0042】
【実施例】以下、図面をもとに本発明の実施例を説明す
る。
る。
【0043】実施例1
図1は本発明の強誘電性液晶素子の一実施例を示す部分
断面図である。同図1に示す様に、ガラス基板106上
にITO(インジウム チン オキサイド:Ind
ium Tin Oxide)の透明電極層105
、Mo金属配線層103をパターン形成したのち、第一
絶縁層102として、スパッタリング法によって膜厚6
00ÅのTa2 O5 膜を形成し、さらにこの上に第
二絶縁層103として、印刷塗布・焼成法によってSi
O2 ・TiO2 の8:2混合組成膜を600Åの膜
厚に形成した。
断面図である。同図1に示す様に、ガラス基板106上
にITO(インジウム チン オキサイド:Ind
ium Tin Oxide)の透明電極層105
、Mo金属配線層103をパターン形成したのち、第一
絶縁層102として、スパッタリング法によって膜厚6
00ÅのTa2 O5 膜を形成し、さらにこの上に第
二絶縁層103として、印刷塗布・焼成法によってSi
O2 ・TiO2 の8:2混合組成膜を600Åの膜
厚に形成した。
【0044】各絶縁膜の成膜条件は以下の通りである。
(A)第一絶縁層:スパッタリング成膜ターゲット:T
a2 O5 パワー :2KW 酸素分圧 :Ar/O2 =180/20Depo.
Pressure:3×10−3torr基板加熱
:予備加熱なし (B) 第二絶縁層:印刷塗布・焼成法インク
:商品名 MOF (東京応化(株)社製) 装 置 :オングストローマー 日本写真印刷(株)社製 展色板溝深さ 8μm 凹部:凸部=60μm:40μm 印刷版材質 サイレル 乾燥・焼成条件:ホットプレート 80℃,1分レベ
リング乾燥 紫外線照射 低圧水銀灯 3.6J/cm2 焼成オーブン 300℃、1hr
a2 O5 パワー :2KW 酸素分圧 :Ar/O2 =180/20Depo.
Pressure:3×10−3torr基板加熱
:予備加熱なし (B) 第二絶縁層:印刷塗布・焼成法インク
:商品名 MOF (東京応化(株)社製) 装 置 :オングストローマー 日本写真印刷(株)社製 展色板溝深さ 8μm 凹部:凸部=60μm:40μm 印刷版材質 サイレル 乾燥・焼成条件:ホットプレート 80℃,1分レベ
リング乾燥 紫外線照射 低圧水銀灯 3.6J/cm2 焼成オーブン 300℃、1hr
【0045】本実施例で第二絶縁層を形成するために用
いたインク「MOF」とは、有機チタン化合物と有機硅
素化合物の固形分およびブチルセロソルブ又はノルマル
メチルピロリドン溶媒とからなる材料であって、モル比
でTi:Si=8:2とした固形分が8wt%、粘度3
0センチポイズの材料である。(商品名 MOF
Ti−Si−ink film 088202−3
0)この基板にポリイミド系配向膜108を40Åの膜
厚で形成し、ラビング処理以後、通常の液晶素子製造の
プロセスを経て、GAP 1.45±0.04μmの
FLCパネルを完成した。液晶の配向状態は良好であっ
た。
いたインク「MOF」とは、有機チタン化合物と有機硅
素化合物の固形分およびブチルセロソルブ又はノルマル
メチルピロリドン溶媒とからなる材料であって、モル比
でTi:Si=8:2とした固形分が8wt%、粘度3
0センチポイズの材料である。(商品名 MOF
Ti−Si−ink film 088202−3
0)この基板にポリイミド系配向膜108を40Åの膜
厚で形成し、ラビング処理以後、通常の液晶素子製造の
プロセスを経て、GAP 1.45±0.04μmの
FLCパネルを完成した。液晶の配向状態は良好であっ
た。
【0046】図1において、導電性の異物101が一対
の透明電極層105間に混入した場合を示すが、この様
な場合においても、スパッタリング法によって形成され
た硬い絶縁性のTa2 O5 膜の第一絶縁層102に
よって、上下透明電極層は絶縁されているために、電極
間ショートが防止される。
の透明電極層105間に混入した場合を示すが、この様
な場合においても、スパッタリング法によって形成され
た硬い絶縁性のTa2 O5 膜の第一絶縁層102に
よって、上下透明電極層は絶縁されているために、電極
間ショートが防止される。
【0047】比較例1
図2に示す様に、実施例1において、スパッタリング成
膜による第一絶縁層がなく、印刷塗布・焼成による第二
絶縁層103を1200Åの厚さで形成した他は、実施
例1と同様にして液晶パネルを作製した。ただし、図2
では配向膜を省略している。液晶の配向状態は部分的に
欠陥が見られた。
膜による第一絶縁層がなく、印刷塗布・焼成による第二
絶縁層103を1200Åの厚さで形成した他は、実施
例1と同様にして液晶パネルを作製した。ただし、図2
では配向膜を省略している。液晶の配向状態は部分的に
欠陥が見られた。
【0048】ここでの印刷絶縁層の成膜条件は次の通り
である。 材 料 :商品名 MOF (東京応化(株)社製) 装 置 :オングストローマー日本写真印刷(
株)社製 展色板溝深さ 12μm 凹部:凸部=60μm:40μm 印刷版材質 サイレル 乾燥・焼成条件:レベリング乾燥 ホットプレート 80℃,1分 紫外線照射 低圧水銀灯 3.6J/cm2 焼成 オーブン 300℃,1hr
である。 材 料 :商品名 MOF (東京応化(株)社製) 装 置 :オングストローマー日本写真印刷(
株)社製 展色板溝深さ 12μm 凹部:凸部=60μm:40μm 印刷版材質 サイレル 乾燥・焼成条件:レベリング乾燥 ホットプレート 80℃,1分 紫外線照射 低圧水銀灯 3.6J/cm2 焼成 オーブン 300℃,1hr
【0049】本
比較例で第二絶縁層を形成するために用いたインク「M
OF」とは、有機チタン化合物と有機硅素化合物の固形
分、およびブチルセロソルブ又はノルマルメチルピロリ
ドン溶媒とからなる材料であって、モル比でTi:Si
=1:1とした固形分が8wt%、粘度30センチポイ
ズの材料である。(商品名MOFTi−Si−ink
film 081102−30)図2において、導
電性の異物101が一対の透明電極層105間に混入し
た場合を示すが、この場合において、図1に示す様なス
パッタリング法によって形成された硬い絶縁性のTa2
O5 膜の第一絶縁層がないために、上下透明電極層
は絶縁されにくく、電極間ショートが発生しやすくなる
。
比較例で第二絶縁層を形成するために用いたインク「M
OF」とは、有機チタン化合物と有機硅素化合物の固形
分、およびブチルセロソルブ又はノルマルメチルピロリ
ドン溶媒とからなる材料であって、モル比でTi:Si
=1:1とした固形分が8wt%、粘度30センチポイ
ズの材料である。(商品名MOFTi−Si−ink
film 081102−30)図2において、導
電性の異物101が一対の透明電極層105間に混入し
た場合を示すが、この場合において、図1に示す様なス
パッタリング法によって形成された硬い絶縁性のTa2
O5 膜の第一絶縁層がないために、上下透明電極層
は絶縁されにくく、電極間ショートが発生しやすくなる
。
【0050】次に、実施例1及び比較例1における上下
ショート発生数および配向性は下記の表1の通りであっ
た。
ショート発生数および配向性は下記の表1の通りであっ
た。
【0051】
【表1】
【0052】ただし、配向性の評価は下記のようにした
。 ○・・・電界印加により、液晶分子の配向方向をパネル
全面に亘って一様に制御し得る均一な配向状態である。 ×・・・パネルの一部に、他の部分と比べて液晶分子の
配列方向に不規則な部分があり、電界印加によって均一
なスイッチィング特性が得られない。この結果、表示画
面全体に亘って、コントラストのバラツキがあった。
。 ○・・・電界印加により、液晶分子の配向方向をパネル
全面に亘って一様に制御し得る均一な配向状態である。 ×・・・パネルの一部に、他の部分と比べて液晶分子の
配列方向に不規則な部分があり、電界印加によって均一
なスイッチィング特性が得られない。この結果、表示画
面全体に亘って、コントラストのバラツキがあった。
【0053】実施例2
図3は本発明の液晶素子の他の実施例を示す部分断面図
である。同図3は、一方の基板にカラーフィルター層を
設けたパネルの構成を示す。カラーフィルター層109
付きのガラス基板106上に形成した透明電極層105
の上に、スパッタリング成膜による第一絶縁層102(
Ta2 O5 ,膜厚900Å)、印刷・塗布による第
二絶縁層103(TiO2 :SiO2 =8:2の混
合組成膜,膜厚1200Å)を、さらにポリイミド系配
向膜108を200Åの膜厚に形成した他は、実施例1
と同様にして液晶パネルを作製した。
である。同図3は、一方の基板にカラーフィルター層を
設けたパネルの構成を示す。カラーフィルター層109
付きのガラス基板106上に形成した透明電極層105
の上に、スパッタリング成膜による第一絶縁層102(
Ta2 O5 ,膜厚900Å)、印刷・塗布による第
二絶縁層103(TiO2 :SiO2 =8:2の混
合組成膜,膜厚1200Å)を、さらにポリイミド系配
向膜108を200Åの膜厚に形成した他は、実施例1
と同様にして液晶パネルを作製した。
【0054】比較例2
印刷・塗布による第二絶縁層がない他は実施例2と同様
にして液晶パネルを製作した。
にして液晶パネルを製作した。
【0055】比較例3
スパッタリング成膜による第一絶縁層がない他は実施例
2と同様にして液晶パネルを製作した。
2と同様にして液晶パネルを製作した。
【0056】次に、実施例2および比較例2,3におけ
る上下電極間ショート発生数及び配向状態を下記の表2
に示す。
る上下電極間ショート発生数及び配向状態を下記の表2
に示す。
【0057】
【表2】
【0058】ただし、配向性の評価は表1の場合と同じ
である。
である。
【0059】実施例3
第二絶縁層103として、印刷塗布・焼成法によってS
iO2 ・TiO2 の1:1混合組成膜を600Åの
膜厚に形成する以外は実施例1と同様にFLCパネルを
完成した。
iO2 ・TiO2 の1:1混合組成膜を600Åの
膜厚に形成する以外は実施例1と同様にFLCパネルを
完成した。
【0060】ただし、印刷塗布・焼成法に用いたインク
は、商品名MOF(東京応化(株)社製)、モル比でT
i:Si=1:1、固形分8wt%、粘度30センチポ
イズの材料である。(商品名 MOF Ti−Si
−ink film 081102−30)本実施
例によって完成したFLCパネルにおいては、実施例1
,2と同様に液晶の配向は良好であり、絶縁不良もなか
った。
は、商品名MOF(東京応化(株)社製)、モル比でT
i:Si=1:1、固形分8wt%、粘度30センチポ
イズの材料である。(商品名 MOF Ti−Si
−ink film 081102−30)本実施
例によって完成したFLCパネルにおいては、実施例1
,2と同様に液晶の配向は良好であり、絶縁不良もなか
った。
【0061】比較例4
第二絶縁層103として、下記のように形成した有機絶
縁物質を用いた以外は実施例3と同様にFLCパネルを
完成した。以下、本比較例における第二絶縁層103の
形成方法を説明する。
縁物質を用いた以外は実施例3と同様にFLCパネルを
完成した。以下、本比較例における第二絶縁層103の
形成方法を説明する。
【0062】電極パターンを形成した基板106をスピ
ンコーター台に設定する。0.5mlのVM651(イ
ー・アイ・デュポン社製、接着増進剤)をメタノール5
00mlに溶かし、各基板106表面に塗布し、約20
00rpmで15秒間回転した。次に、予め用意してお
いた、ナイロン6/6をm−クレゾール:メタノール=
60%:40%の溶媒に、0.5W/V%の濃度で溶解
した溶液を基板106上に載置し、約4000prmで
50秒間回転したのち、130℃で約30分間焼成し、
厚さ600Åの第二絶縁層103とした。
ンコーター台に設定する。0.5mlのVM651(イ
ー・アイ・デュポン社製、接着増進剤)をメタノール5
00mlに溶かし、各基板106表面に塗布し、約20
00rpmで15秒間回転した。次に、予め用意してお
いた、ナイロン6/6をm−クレゾール:メタノール=
60%:40%の溶媒に、0.5W/V%の濃度で溶解
した溶液を基板106上に載置し、約4000prmで
50秒間回転したのち、130℃で約30分間焼成し、
厚さ600Åの第二絶縁層103とした。
【0063】次に、実施例3および比較例4における上
下電極間ショート発生数及び配向状態を下記の表3に示
す。
下電極間ショート発生数及び配向状態を下記の表3に示
す。
【0064】
【表3】
【0065】ただし、配向性の評価は表1の場合と同じ
である。
である。
【0066】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の強誘電性
液晶素子は、電極パターン上にスパッタ法,印刷・塗布
法という異なった成膜方法による2層の絶縁膜を絶縁層
として設けることにより、液晶素子の上下電極間ショー
トの発生率を大巾に削減し、かつ良好な配向性を得るこ
とができ、液晶素子の生産性の向上、コストダウンに大
きく貢献するものである。
液晶素子は、電極パターン上にスパッタ法,印刷・塗布
法という異なった成膜方法による2層の絶縁膜を絶縁層
として設けることにより、液晶素子の上下電極間ショー
トの発生率を大巾に削減し、かつ良好な配向性を得るこ
とができ、液晶素子の生産性の向上、コストダウンに大
きく貢献するものである。
【図1】本発明の強誘電性液晶素子の第一の実施例を示
す模式的部分断面図である。
す模式的部分断面図である。
【図2】比較例1の液晶素子を示す模式的部分断面図で
ある。
ある。
【図3】本発明の強誘電性液晶素子の第二の実施例を示
す模式的部分断面図である。
す模式的部分断面図である。
【図4】ユニフォーム配向のモデルを示す模式図である
。
。
【図5】Sm* C1およびSm* C2の各状態のC
ダイレクターを表した模式図である。
ダイレクターを表した模式図である。
101 異物
102 第一絶縁層
103 第二絶縁層
104 金属配線層
105 透明電極層
106 ガラス基板
107 強誘電性液晶
108 配向膜
109 カラーフィルター層
Claims (6)
- 【請求項1】 一対の電極パターンを有する基板と、
該基板間に挟持された強誘電性液晶と、該電極パターン
上に形成された絶縁層を有する強誘電性液晶素子におい
て、該絶縁層は第一の絶縁層と、該第一の絶縁層とは異
なる形成法により成る第二の絶縁層とを有する多層構造
であることを特徴とする強誘電性液晶素子。 - 【請求項2】 該絶縁層が第一の絶縁層と第二の絶縁
層からなる二層構造であり、第一の絶縁層がスパッタリ
ング法により形成され、第二の絶縁層が印刷塗布法によ
って該第一の絶縁層上に形成されていることを特徴とす
る請求項1記載の強誘電性液晶素子。 - 【請求項3】 該絶縁層を構成する各層が、無機酸化
物からなる請求項1または2記載の強誘電性液晶素子。 - 【請求項4】 該無機酸化物が、一酸化硅素、二酸化
硅素、二酸化チタン、五酸化二タンタル、酸化アルミニ
ウム、ジルコニア、酸化セリウムから選ばれた1種また
は2種以上の物質からなる請求項3記載の強誘電性液晶
素子。 - 【請求項5】 該強誘電性液晶が、スメクチック相に
おいて、屈折した層構造を有し、屈折の方向が一定であ
ることを特徴とする請求項1記載の強誘電性液晶素子。 - 【請求項6】 一対の電極パターンを有する基板、該
電極パターン上に形成されたTa2 O5 からなる第
一の絶縁層、該第一の絶縁層上に形成されたTiO2
・SiO2 の混合組成物質からなる第二の絶縁層、該
第二の絶縁層に形成されたポリイミド系配向膜、該一対
の基板間に挟持された強誘電性液晶を有する強誘電性液
晶素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3224903A JP2784700B2 (ja) | 1990-08-13 | 1991-08-10 | 強誘電性液晶素子 |
US07/744,394 US5270846A (en) | 1990-08-13 | 1991-08-13 | Ferroelectric liquid crystal device having plural inorganic insulating layers |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-211624 | 1990-08-13 | ||
JP21162490 | 1990-08-13 | ||
JP3224903A JP2784700B2 (ja) | 1990-08-13 | 1991-08-10 | 強誘電性液晶素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04362918A true JPH04362918A (ja) | 1992-12-15 |
JP2784700B2 JP2784700B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=26518752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3224903A Expired - Fee Related JP2784700B2 (ja) | 1990-08-13 | 1991-08-10 | 強誘電性液晶素子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5270846A (ja) |
JP (1) | JP2784700B2 (ja) |
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US6856360B1 (en) | 1997-11-28 | 2005-02-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrooptical device, method of manufacturing the same, and electronic equipment |
US7227603B1 (en) | 1993-07-22 | 2007-06-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same |
US8212968B2 (en) | 1993-07-22 | 2012-07-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid-crystal electro-optical apparatus and method of manufacturing the same |
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JPH05341315A (ja) * | 1992-06-08 | 1993-12-24 | Hitachi Ltd | 薄膜トランジスタ基板、液晶表示パネルおよび液晶表示装置 |
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-
1991
- 1991-08-10 JP JP3224903A patent/JP2784700B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-13 US US07/744,394 patent/US5270846A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5270846A (en) | 1993-12-14 |
JP2784700B2 (ja) | 1998-08-06 |
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