JPH0481818A - 強誘電性液晶電気光学装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は強誘電性液晶を利用した液晶電気光学装置に関
する。

〔従来の技術とその問題点〕

現在世界的に研究が進んでいる強誘電性液晶は従来、時
計、電卓等に応用されてきたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎ
ｅｍａｔｉｃ　）型液晶に比較して、応答速度か速い、
視野角か広い等の点で優れている。

一対の基板間に配置された強誘電性液晶は層構造を形成
しており、第２図に示すように層０２は基板間において
、ある方向に折れ曲がっている。この層の折れ曲がりの
方向か変わる部分０υは配向欠陥となる。この配向欠陥
の部分は光のＯＮ又はＯＦＦを行なうことができない、
その為この配向欠陥が存在した状態では表示を行った時
に高いコントラストか得られない。

第２図に示された層０２の曲がりを排除することは非常
に困難であり、従って液晶を駆動させている間も０υの
欠陥か存在し続けるために高コントラスト表示は得られ
ない。

第３図のように層（１２の曲がりを排除するためには、
まず液晶分子の長軸と基板とのなす角（プレティルト）
をできるだけ小さくし、分子０３を基板に平行にするこ
とが必要である。

また、液晶材料自身は誘電率の異方性（Δε）を有して
いて、基板間に注入された液晶も液晶セルとして見掛は
上のΔεを持つ、この見掛は上のΔεは液晶の配向状態
によって当然変化する。

また、Δεの値は液晶分子の構造により異なり、また温
度によっても変化する。その為、見掛は上のΔεの値も
温度や使用する材料によって変化する。

見掛は上のΔε（ε±−ε／／）か負の場合、−対の基
板間に配置された液晶材料に対して基板とは垂直方向に
交番電界を印加すると、液晶分子は基板に平行になろう
とする方向に力か働く。　そして、Δεが正の液晶組成
物を使用すると、液晶を駆動させる際の交番電界を上下
の電極間に印加した時に、液晶の分子長軸が基板に対し
立つ方向に力か働く。このため、従来の強誘電性液晶組
成物では第２図に示されるような層（ＩＺの曲がりを発
生し易く、その部分で配向欠陥を引起しやすかった。そ
の為、高コントラスト表示か得られなかった。

一方、従来の強誘電性液晶は一度形成された層構造を何
らかの外力により、層の曲かりの矯正することは困難で
あった。

また、液晶は一般に温度低下とともに体積収縮を起こす
。この体積収縮のため基板内に空隙か生じることかある
（これを樹木状欠陥と称する）。

液晶の高粘性は、この空隙の生成を促進するため好まし
くない。さらに、強誘電性液晶はメモリ性を持つか、液
晶の粘度か高いと長時間同一表示を維持した後、書き換
えることか困難になってしまいコントラストの低下を起
こしていた。

さらに、従来は基板の液晶に接する面に配向膜を形成し
たが、この配向膜の厚さかかなり厚いためその電気抵抗
か大きく、配向膜内部或いは界面付近に強誘電性液晶分
子の有する電気双極子の極と反対の極性を有するイオン
性不純物が偏在していた。そのためこのイオン性不純物
による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分子か単安定、もしくはツイスト配
向にならざるを得す、コントラスト比の低下を招く。

〔発明の目的〕

本発明は、液晶電気光学装置の高コントラスト表示、さ
らには樹木状欠陥の抑止を行うことを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するため本発明は、１０℃〜４０′Ｃの
範囲において動粘度が５０００ｃｐｓ未満の値を有して
おり、かつ前記温度範囲において見掛は上負の誘電率異
方性を示す強誘電性液晶か一対の基板間に配置されたこ
とを特徴とするものであります。

また、一対の基板のうち一方の基板の強誘性液晶に接す
る面には２００Å以下の厚さのポリイミド膜が形成され
ていることを特徴とする。

本発明は、通常表示等に用いられる温度範囲であるｌＯ
℃〜４０℃の範囲において粘度か５０００ｃｐｓ未満の
低粘性な液晶材料を使用し、かつ前記温度範囲において
液晶セルの見掛は上の誘電率異方性が負の値を示す強誘
電性液晶材料を用いる。そのため、液晶を駆動させるた
めの交番電圧を印加した時に分子の長軸が基板と平行方
向へ並ぶように常に力か働き、その為、第２図に示すよ
うな層の折れ曲がりが発生しなくなり、第３図に示すよ
うに配向欠陥が排除される。よって、表示画面中に比の
ＯＮまたはＯＦＦを行なわない配向欠陥が存在しなくな
るので、高コントラスト表示か得られる。そして１０’
Ｃ〜４０’Ｃにおいて粘度か５０００ｃｐｓ未満と小さ
い値の液晶を用いるので、特に層の折れ曲かりを解消し
やすいものになっている。

この粘度の値か５０００ｃｐｓを超えると見掛は上負の
Δεを示す液晶材料であってもΔεと電圧による力Δε
Ｅ２　（Ｅは外部電界）より現状の層構造を保持しよう
とする力が有効に働いてしまうため第３図のような層構
造を得ることかできず、高コントラスト表示は得られな
くなる。

以下に、液晶材料の種類を変え２５℃ての液晶材料の粘
度と通常の使用温度で表示させた場合のコントラスト比
のデータを表１に示します。

表１ このように、液晶の粘度と表示のコントラストとの間に
は密接した関係かあります。また、一般に表示のコント
ラストは１０以上あれば通常はゆるされるので、粘度か
５０００未満であれば表示品質の良い表示装置を実現す
ることかできます。

さらに本発明においては、一対の基板の液晶に接する面
に２００Å以下の厚さのポリイミド膜を配向膜として有
する。こうすることにより配向膜の抵抗を小さくし、イ
オン性不純物の偏在を防ぐことができる。特に基板の一
方のみに２００Å以下のポリイミド膜を作製すれば、他
方の基板は電極が直接液晶に接する構造となり、この場
合一方の基板側にはイオン性不純物か蓄積されないため
より安定な２状態を形成することかでき、高コントラス
ト表示を得ることかできる。

以下、実施例により本発明を説明する。

〔実施例１〕 本実施例は第１図を用いて説明する。

一対のソーダガラス基板（１）、　（２）上に透明導電
膜であるＩＴＯを直流マグネトロンスパッタ法により１
２００人の厚さに形成し、フォトリソグラフィー法によ
りパターニングを行い、透明電極（３）を作製した。そ
して、一方の基板（１）上にポリアミック酸のＮ−メチ
ル−２−ピロリドン溶液をオフセット印刷法によって透
明電極作製面上に塗布し、２５０℃で３時間加熱するこ
とによりポリイミド薄膜（４）を１５０人の厚さに形成
した。さらにポリイミド膜（４）を綿布によりラビング
処理を行った。他方の基板（２）上には直径２μｍのス
ペーサー（図示しない）を散布し、先程ラビング処理を
行った基板上にはエポキシ系の熱硬化接着剤（５）をス
クリーン印刷法により塗布した。この後、一対の基板を
貼り合わせ、プレスしなから加熱することにより接着剤
ヲ硬化させ、パネルか完成した。そして、強誘電性液晶
（６）を基板間に注入した後、液晶注入口をＵＶ硬化樹
脂を用いて封止した。そして偏光板（７）。

（８）を基板に貼り、液晶パネルを完成した。

本実施例において用いた液晶のΔεの値は１０’Ｃにお
いて−０，８，４０’Ｃにおいて−０，３であり、粘度
は４９５０ｃｐｓ　（１０℃）　、　１０００ｃｐｓ　
　（４０℃）である。

このようにして作製した液晶パネルを駆動回路と接続し
て表示を行い、コントラスト比を測定したところ１０℃
〜４０℃において１８〜２１と大きく、非常に見やすい
表示を得ることかできた。

また、粘度の値は実施例で用いた液晶とほぼ変わらず、
Δεの値かｌＯｏＣにおいて−０，６，４０℃において
０．４である（はぼ２９℃てΔε＝０）強誘電性液晶（
すなわち、通常の使用温度範囲内で見掛は上のΔεの値
の正負が変化するもの）を本実施例において用いた液晶
のかわりに使用して液晶パネルを作製したところ、１０
℃〜３０℃まては１６〜１８と高い値が測定されたが、
３０℃以上では７〜９と急激に低下してしまい、温度依
存性か大きいパネルとなってしまった。

さらにまた、Δεの値か本実施例で用いられた液晶とほ
ぼ変わらず、粘度が比較的大きい液晶を用いた場合につ
いては高温部（８０００ｃｐｓ）では高コントラストが
得られたか低温部（３００００ｃｐｓ）ではやはり６〜
８程度と小さい値となってしまった。

〔実施例２〕 実施例１と同様な方法によって一対の基板上に透明電極
を作製した。そして、両方の基板上にポリイミド膜をそ
れぞれ１５０人の厚さに形成し、方のポリイミド膜のみ
をラビング処理を行った。

そして、実施例１と同様にスペーサー散布、接着剤印刷
、貼り合わせを行い液晶を注入した。本実施例において
用いた液晶は実施例１において用いられた液晶と同じで
ある。そしてコントラスト測定により１０℃〜４０℃に
おいて１３〜１６となり、実施例１と比較して若干低下
しているかコントラスト比としては１０以上あれば良い
ことなどを考えると十分な値である。

また、０℃〜５０℃〜０℃の温度サイクル試験を１００
回行なった後、液晶分子の配向の様子について顛微鏡観
察を行なったところ、液晶材料の熱収縮による樹木状欠
陥は観られなかった。

〔効果〕

以上述べたように本発明を用いることにより配向欠陥が
ほとんどなく、さらに樹木状欠陥を発生することなく、
良好なメモリー性を有する高コントラストの強誘電性液
晶電気光学装置を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による強誘電性液晶電気光学装置の断面
の概略図である。 第２図、第３図は強誘電性液晶の層構造の様子を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１０℃〜４０℃の範囲において粘度が５０００ｃｐ
   ｓ未満であり、かつ前記温度範囲において見掛け上の誘
   電率異方性が負の値を示す強誘電性液晶が一対の基板間
   に配置されたことを特徴とする強誘電性液晶電気光学装
   置。 ２、特許請求の範囲第１項において、一対の基板のうち
   一方の基板の強誘電性液晶に接する面には２００Å以下
   の平均厚さのポリイミド膜が形成されていることを特徴
   とする強誘電性液晶電気光学装置。