JPH05134233A - 液晶素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 配向軸方向に対する光学軸方向のばらつきが
発生しにくい液晶素子及びその製造方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 高分子液晶からなる層２８を有し且つ表面が
凹凸形状の内膜９（２８）が基板１に設けられた液晶素
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶素子及びその製
造方法に係り、特に表示用液晶の配向軸に対する光学的
に異方性を有するフィルムを備えた基板の光学軸方向を
より正確により容易に合わせることができる液晶素子及
び、その上更に配向機能を有する膜の表面が汚染される
こともない製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、従来の液晶素子を示す概略断
面図である。この液晶素子は、透明電極２と更にその上
に形成された配向膜３とが形成された基板１を二枚組み
合わせたサンドイッチ構造からなり、二枚の基板１はシ
ール剤４により接着されている。このシール剤４により
二枚の基板１は一定の距離をもって固定されている。こ
のようにしてできたセル２３の基板１上には光学的に異
方性を備えたフィルム６（以下、光学フィルムと略称す
る。）が適宜貼り付けられている。この光学フィルム６
としては位相差板機能を有したフィルムが挙げられる。

【０００３】従来このような液晶素子の製造は以下のよ
うな手順で行われていた。即ち図１４に示すように、基
板１上にインジウム、スズ酸化物（以下、ＩＴＯと略称
する。）からなる膜より透明電極２を形成する。次に酸
化シリコンなどを斜方蒸着したり、ポリイミドなどの高
分子膜を塗布したりして膜を形成しついでこの膜をナイ
ロンやポリエステルなどの繊維で一方向に擦るラビング
処理をすることにより後述する表示用液晶分子１１を所
定の方向に並ばせる機能を持つ配向膜３を形成する。

【０００４】次に、この二枚の基板１をシール剤４によ
って組み合わせる。このようにしてできたセル２３に液
晶注入口から表示用液晶１１を注入する。注入後、液晶
注入口を封止する。

【０００５】このようにして製造したセル２３の基板１
上に、予め原板からカットした光学フィルム６を貼り付
ける。この光学フィルム６には、一般にポリビニルアル
コールなどを一軸延伸したものが用いられている。この
様に光学フィルム６を貼り付ける際には、表示用液晶の
配向軸と光学フィルム６の光学軸との相対的な角度を設
計通りに合わせなければならない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来は、量産
の際に、光学フィルム６の光学軸の方向を表示用液晶１
１の配向軸に対して正確に合わせることができず、その
ことが表示品質に悪影響を及ぼしていた。

【０００７】すなわち、前記従来の液晶素子を製造する
際に、配向軸は基板１の端面を基準として所定方向にラ
ビング処理することにより決定されている。他方光学フ
ィルム６の光学軸方向は、ガラス基板１と組み合わされ
たとき光学軸が所定の方向になるように原板からカット
された光学フィルム６を基板１の端面を基準とし基板１
に貼り付ける事によって決定される。

【０００８】この為、原板から光学フィルム６をカット
するときの軸ずれやガラス基板１に光学フィルム６を貼
り付けるときの位置ずれ等が累積して配向軸に対する光
学フィルムの光学軸の方向を正確に合わせることを困難
にしていた。

【０００９】また、前記従来の液晶素子の製造方法で
は、ラビング処理により配向膜３を作成していたのでラ
ビング処理による発塵や静電気の発生で配向膜３の表面
が汚染され歩留まりが悪かった。

【００１０】本発明の液晶素子及びその製造方法は、前
記事情に鑑みてなされたもので、配向軸に対する光学軸
方向をより正確に且つより容易に合わせることができる
液晶素子及び、その上更に配向機能を有する膜の表面を
汚染することもない製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の液晶素子で
は、高分子液晶からなる層を有し且つ内表面が凹凸形状
の内膜を基板上に設けることにより前記課題の解決を図
った。

【００１２】請求項２の製造方法では、基板上に高分子
液晶からなる層を有する膜を形成し、この膜を凹凸を有
するスタンパーで加熱プレスして膜表面に凸凹形状を形
成するととともに、磁場もしくは電場をかけ高分子液晶
を配向処理した後、この配向状態を維持して高分子液晶
を硬化させる事により前記課題の解決を図った。

【００１３】

【作用】請求項１の液晶素子では、高分子液晶からなる
層を有し且つ表面が凹凸形状の内膜が基板上に設けられ
ているので、高分子液晶の低分子液晶基を配向処理する
ことにより、内膜は光学的に異方性を備えたフィルムの
機能を有するものとなる。その上内膜表面には凹凸形状
を設けたので、この凹凸形状により表示用液晶の分子が
配向し、内膜は配向機能をも備えたものとなる。

【００１４】請求項２の製造方法では、基板上に高分子
液晶からなる層を有する膜を形成し、この膜をスタンパ
ーで加熱プレスして膜表面に凸凹形状を転写するととも
に、磁場もしくは電場をかけ前記高分子液晶を配向処理
した後、この配向状態を崩す事なく前記高分子液晶を硬
化するので、表面に転写された凹凸形状によって膜は配
向機能を付与される。又、高分子液晶を配向処理すると
高分子液晶の低分子液晶基が配向し、高分子液晶からな
る層を有する膜は光学的に異方性を備えたフィルムの機
能をも有するものとなる。この光学的に異方性を備えた
フィルムの機能としては位相差板機能が挙げられる。

【００１５】そのうえさらに、配向機能を有する膜の表
面をラビング処理する必要ないので、膜の表面を汚染す
ることがない。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の液晶素子及び
その製造方法を詳しく説明する。なお前記従来例と同一
構成部分には、同一符号を符して説明を簡略化する。

【００１７】（実施例１）図１は本実施例の液晶素子を
示すもので、基板１上にはＩＴＯからなる透明電極２が
形成されている。透明電極２の上には、高分子液晶から
なる層２８のみで構成された内膜９が形成されている。
その内膜９の表面は、図２に示すような凹凸形状が形成
されている。この凹凸形状は、図３に示すように一方向
にピッチの小さいｓｉｎ波形状の凹凸が形成され、これ
と交差する方向に、図４に示すように、ピッチの大きい
左右非対称な凹凸が形成された形状になっている。この
左右非対称な凹凸形状は、各凸部の頂点から降ろした垂
線Ａを挟んで左右が異なる形状に形成されている。内膜
９は、テトラフルオロイソプロピルアルコール：高分子
液晶＝１００：３の割合で混合された混合溶液を用いて
形成されたものである。前記高分子液晶には化１で表さ
れる側鎖に低分子液晶基を持つものが使用されている。

【００１８】

【化１】

【００１９】さらに、内膜９を構成している高分子液晶
の低分子液晶基８は、所定の方向に配向されている。そ
して高分子液晶が所定の方向に配向している事により内
膜９は光学フィルムの機能を発揮している。

【００２０】図１に示すように、上記のように形成され
た基板１と配向機能を有する基板３２とはシール剤４に
より接着されている。こうしてできあがったセルの中に
は表示用液晶１１が注入されている。

【００２１】本実施例の液晶素子は、内表面が凹凸形状
であって且つ高分子液晶からなる層２８のみを有する内
膜９が基板１上に設けられているので、高分子液晶の低
分子液晶基を任意の方向に配向させて、これにより内膜
９は光学フィルムの機能が付与されたものとなる。その
上内膜９表面には凹凸形状を設けたので、内膜９は配向
機能をも備えたものとなる。

【００２２】この液晶素子では、基板１の端面を基準に
して内膜９に凹凸形状を形成でき、更に同じ基板１の端
面を基準にして高分子液晶の低分子液晶基８を配向処理
できる。つまり光学軸も配向軸も基板１の端面という同
一基準を用いて、決定できる。

【００２３】従ってこの液晶素子では、配向軸に対する
光学軸方向をより正確に且つより容易に合わせることが
できるので液晶素子の表示品質がより改善される。

【００２４】また本実施例の液晶素子は内膜９表面に一
方向にピッチの小さいｓｉｎ波形状の凹凸が形成され、
これと交差する方向に図４に示すようにピッチの大きい
左右非対称な凹凸が形成された形状になっているので、
ピッチの大きな左右非対称な凹凸形状の働きにより表示
用液晶１１のプレチルトをより大きくすることができ
る。よって本実施例の液晶素子によればディスクリネー
ションが発生し難い。

【００２５】（実施例２）前記実施例１で説明した構造
を有する液晶素子は、下記（１）から（５）の工程で製
造できる。

【００２６】（１）フォトリソグラフィ技術等により基
板１上にＩＴＯ等からなる透明電極２を形成する。

【００２７】（２）その上に高分子液晶をコートし、高
分子液晶からなる層２８のみを有する内膜９を形成し
た。本実施例に於ける内膜９は、前述のようにテトラフ
ルオロイソプロピルアルコール、高分子液晶、を１０
０：３の割合で混合したものを用いた。高分子液晶には
前記化１に示された、側鎖に低分子液晶基をもつものを
用いた。

【００２８】上記の割合で混合された溶液を、コートし
たい基板１上に５００ｒｐｍの条件で１０秒間更に３０
００ｒｐｍの条件で３０秒間スピンコートすることによ
り膜９を形成した。

【００２９】（３）上記膜形成後、図５に示すように、
この基板１を磁場発生機構付スタンプ装置２６にセット
する。そして基板１を石英ヒーター２０で１５０℃〜２
５０℃に加熱しながら、スタンパー５で膜をプレスし、
膜の表面に凹凸形状を転写すると同時に永久磁石１９で
つくった１０³ 〜１０⁵ ガウスの磁場２１により膜中の
高分子液晶の低分子液晶基を６０分に渡り配向処理し
た。用いたスタンパー５は、一方向にピッチの小さいｓ
ｉｎ波形状の凹凸が形成され、これと交差する方向にピ
ッチの大きい左右非対称な凹凸が形成されたものであ
る。

【００３０】この配向処理について詳しく説明する。本
実施例の内膜９の素材として使用した高分子液晶は化１
からなるものであり、このものを分子的レベルでみた場
合、側鎖のフェニル基が結合しているシアノ基は、電気
陰性度の大きなものなのでフェニル基の電子はシアノ基
の方向に引っ張られていく。この為この側鎖の低分子液
晶基８の電気的双極子モーメントは、分子軸と水平方向
になる。この化１からなる高分子液晶を、図６に示すよ
うに、基板１に対して平行に磁場２１をかけることによ
り、配向処理すると高分子液晶の低分子液晶基８を所定
の方向に配向させることができる。

【００３１】（４）前記膜の高分子液晶の配向状態を崩
さないよう温度を下げ、膜を硬化させ、内膜９とする。
望ましくは除冷がよい。

【００３２】（５）上記工程により製造した基板１は配
向機能を有する基板３２と、ある一定の間隔を保つよう
にしながらシール剤４によって組み合わせ、その間に表
示用液晶１１を注入する。

【００３３】この実施例の液晶素子の製造方法では、基
板１表面に高分子液晶からなる層２８のみを有する膜を
形成し、表面に凹凸形状をもつスタンパー５で膜を加熱
プレスして膜表面に凹凸形状を転写するとともに、磁場
２１をかけ前記高分子液晶を配向処理した後、この配向
状態を維持して前記高分子液晶を硬化させるので、スタ
ンパー５の表面の凹凸形状が膜の表面に転写されて膜は
配向機能を付与されるのと同時に高分子液晶の低分子液
晶基８が配向して、膜は光学フィルムの機能をも有する
ものとなる。

【００３４】つまり本実施例の製造方法に於ては、磁場
発生機構付スタンプ装置２６に端面を基準にして基板１
をセットし、この状態でスタンプを行うことで配向軸を
決定できる。他方同時に磁場をかけ配向処理するので、
結果的に光学軸も基板１の端面を基準にして決定するこ
とができる。この様に配向軸も光学軸も共に基板１の端
面を基準にして決定できるのでこの製造方法により製造
した液晶素子は、配向軸に対する光学軸の方向のばらつ
きがより小さくなった。

【００３５】なお本実施例に於て、膜を形成している高
分子液晶の配向処理は磁場２１により行ったが電場によ
り配向処理しても差し支えない。この時の電場の条件
は、１０³ 〜１０⁵ Ｖ／ｃｍが好ましい。

【００３６】（実施例３）図７は、本実施例の液晶素子
を示すもので、前記実施例と同一構成部分には、同一符
号を符して説明を簡略化する。

【００３７】この液晶素子はガラスからなる基板１上
に、内膜３０が設けられている。この内膜３０は、高分
子液晶からなる層２８とその上に塗布された保護層２４
とで形成されたものである。

【００３８】透明電極２と高分子液晶からなる層２８と
は、実施例１と同様に形成されたものである。保護層２
４は、従来配向膜として使用していた素材で形成されて
いる。

【００３９】この実施例の液晶素子に於いては、実施例
１の液晶素子と同等の作用効果を得られる他、高分子液
晶からなる層２８の上に保護層２４が塗布されているの
で、高分子液晶からなる層２８のうち未硬化の成分が表
示用液晶１１中へ流失するのを前記保護層２４によって
防ぐ事ができる。よってこの液晶素子においては、光学
フィルムの機能をもつ高分子液晶からなる層２８の性能
を長時間保持できるという効果が得られた。

【００４０】（実施例４）次に前記実施例３で説明した
構造を有する液晶素子の製造方法を説明する。この液晶
素子を製造するには先ず、透明電極２が形成された基板
１上に、高分子液晶からなる層２８を形成する。高分子
液晶からなる層２８の素材及び形成方法は、実施例２と
同様である。続いて、従来配向膜として使用していた素
材を上記高分子液晶からなる層２８の上に表面に凹凸形
状が転写されるよう塗布する。これにより高分子液晶か
らなる層２８と保護層２４とからなる内膜３０が形成さ
れる。

【００４１】上記の様に形成した基板１を実施例２と同
様の操作によっ組み立て、液晶素子を形成する。

【００４２】本実施例の液晶素子に於いては、実施例２
の製造方法と同等の作用効果を得られた。

【００４３】（実施例５）本実施例の液晶素子が実施例
１の液晶素子と異なる点は、二色性色素が添加された高
分子液晶からなる層２８のみからなる内膜９の表面に形
成されている凹凸形状が、図８に示すように、一方向の
みに凹凸形状が形成されている点と、内膜９に使用した
素材の点とである。

【００４４】本実施例では、内膜９をなす高分子液晶に
は下記に示すものを使用した。

【化２】

【００４５】この高分子液晶の配向処理について詳しく
説明する。本実施例の内膜９の素材として使用した高分
子液晶は化２からなるものであり、このものを分子的レ
ベルでみた場合、側鎖にあるフェニル基に結合している
基は、電気陰性度の大きなものではないのでフェニル基
の電子は流れていく場所がなく、この為この側鎖の低分
子液晶基８の電気的双極子モーメントは、分子軸と垂直
方向になる。この化２からなる高分子液晶を、図９に示
すように、基板１に対して垂直に磁場をかけることによ
り配向処理すると、その低分子液晶基８を所定の方向に
配向させることができる。

【００４６】つまり、実施例２と同様に高分子液晶を塗
布した後、図１０に示すように、基板１を石英ヒーター
２０で１５０℃〜２５０℃に加熱しながら、一方向にピ
ッチの小さいｓｉｎ波形状の凹凸が形成されたスタンパ
ー５で高分子液晶からなる層２８をプレスし、この表面
にスタンパーの凹凸形状を転写すると同時に永久磁石１
９により１０³ 〜１０⁵ ガウスの磁場２１をつくり、高
分子液晶の低分子液晶基を６０分に渡り配向処理する。

【００４７】本実施例の液晶素子に於いては、実施例２
と同様な作用効果が得られた。

【００４８】さらに、内膜９である高分子液晶の配向処
理は電場により配向処理しても差し支えない。この時の
電場の条件は、１０³ 〜１０⁵ Ｖ／ｃｍが好ましい。

【００４９】（実施例６）図１１は本実施例の液晶素子
を示す断面図である。この液晶素子が前記実施例１と異
なる点は、薄膜トランジスタ１２が設けられた点とこの
薄膜トランジスタ１２の上方に画素電極１６が設けられ
た点である。

【００５０】本実施例の液晶素子では、基板１上に薄膜
トランジスタ１２が形成されている。その上にはレベリ
ング層１３が形成されている。このレベリング層１３の
上部には、画素電極１６が形成されている。この画素電
極１６と薄膜トランジスタ１２のソース電極１４とはレ
ベリング層１３のコンタクトホール１５を介して接続さ
れている。そして上記画素電極１６の上には内膜２５が
形成されている。この内膜２５は、下地層１７とその上
に位置する高分子液晶からなる膜２８から形成されてい
る。

【００５１】本実施例の液晶素子に於いては、実施例１
と同様の効果を得られる他以下に示す効果が得られた。

【００５２】従来の薄膜トランジスタ液晶素子は、図１
２に示すように薄膜トランジスタ１２と画素電極１６と
が同一の高さに設けられていたので、高密度にするほど
画素電極１６の面積が小さくなり画面の荒いものとなっ
ていたが、本実施例の液晶素子に於いては画素電極１６
が薄膜トランジスタ１２の上方に設けられているため、
画素数を多くし高密度化にしても画面に占める画素面積
を減らす必要がなく表示品質の低下を避けることができ
る。

【００５３】（実施例７）図１３は、本実施例の液晶素
子を示す断面図である。この液晶素子が前記実施例１と
異なる点は、透明電極２上に着色層１８を設けた点であ
る。

【００５４】本実施例の液晶素子では、基板１上に透明
電極２が形成されている。その上には、着色層１８が形
成されている。この着色層１８の上部にはレベリング層
１３が形成され、さらにレベリング層１３の上には、内
膜２５が形成されている。この内膜２５は、高分子液晶
からなる層２８と下地層１７とで構成されている。更に
この下地層１７の表面には、実施例１の内膜９と同様な
凹凸が形成されている。

【００５５】本実施例の液晶素子に於いては、実施例１
と同様な作用効果が得られた。

【００５６】（実施例８）図１５は、本実施例の液晶素
子を示すもので、本実施例が実施例１と異なる点は、二
色性色素が添加された高分子液晶からなる膜２８を用い
ている点と上下に本実施例の基板を用いている点であ
る。

【００５７】つまり、透明電極２の上には、二色性色素
が添加された高分子液晶からなる層２８のみで構成され
た内膜９が形成されている。この内膜９は、テトラフル
オロイソプロピルアルコール：高分子液晶：二色性色素
＝１００：３．０：０．０６の割合で混合された混合溶
液を用いて形成されたものである。前記二色性色素に
は、ヨウ素が使用され、前記高分子液晶には下記に示さ
れる側鎖に低分子液晶基をもつものが使用されている。

【００５８】

【化３】

【００５９】さらに、内膜９を構成している高分子液晶
の低分子液晶基８が、所定の方向に配向されており、こ
れにともなって二色性色素が高分子液晶成分と同一の方
向に配向している。そして、二色性色素が所定の方向に
配向していることにより、内膜９は偏光機能を発揮して
いる。

【００６０】図１５に示すように、上記のように形成さ
れた二枚の基板１はシール剤４により接着されている。
こうしてできあがったセルの中には、表示用液晶１１が
注入されている。

【００６１】本実施例の液晶素子は、内表面が凹凸形状
であって、かつ二色性色素が添加された高分子液晶から
なる層２８のみを有する内膜９が基板１上に設けられて
いるので、高分子液晶の低分子液晶基を任意の方向に配
向させると、二色性色素が所定の方向に配向し、これに
より内膜９は偏光機能が付与されたものとなる。そのう
え、内膜９表面には凹凸形状を設けたので、内膜９は配
向機能をも備えたものとなる。

【００６２】本実施例の液晶素子では、基板１の端面を
基準にして内膜９に凹凸形状を形成でき、さらに同じ基
板１の端面を基準にして高分子液晶の低分子液晶基８を
配向処理できる。つまり、偏光軸も配向軸も基板１の端
面という同一基準を用いて決定できる。

【００６３】従って、本実施例の液晶素子では、配向軸
に対する偏光軸方向をより正確に、かつより容易に合わ
せることができるので、液晶素子の表示品質がより改善
される。

【００６４】（実施例９）前記実施例８で説明した構造
を有する液晶素子は、実施例２と同様に下記（１）から
（５）の工程で製造できる。

【００６５】（１）フォトリソグラフィ技術等により基
板１上にＩＴＯ等からなる透明電極２を形成する。

【００６６】（２）そのうえに、二色性色素が添加され
た高分子液晶をコートし、二色性色素が添加された高分
子液晶からなる層２８のみを有する膜を形成した。この
膜は、コートしたい基板１上に５００ｒｐｍの条件で１
０秒間、さらに３０００ｒｐｍの条件で３０秒間スピン
コートすることにより形成されたものである。

【００６７】（３）膜形成後、図５に示すように、この
基板１を磁場発生機能付スタンプ装置２６にセットす
る。そして基板１を石英ヒーター２０で１５０℃〜２５
０℃に加熱しながら、スタンパー５で膜をプレスし、膜
の表面の凹凸形状を転写すると共に、永久磁石１９でつ
くった１０³ 〜１０⁵ガウスの磁場２１により内膜９中
の高分子液晶の低分子液晶基を６０分に渡り配向処理し
た。ここで用いたスタンパー５は、一方向にピッチの小
さいｓｉｎ波形状の凹凸が形成され、これと交差する方
向にピッチの大きい左右非対称な凹凸が形成されたもの
である。

【００６８】この配向処理について詳しく説明する。本
実施例の膜の素材として使用した高分子液晶はさきに実
施例８において示したものと同じであり、このものを分
子的レベルでみた場合、側鎖のフェニル基が結合してい
るシアノ基は、電気陰性度の大きなものなので、フェニ
ル基の電子はシアノ基の方向に引っ張られていく。この
為、この側鎖の低分子液晶基８の電気的双極子モーメン
とは、分子軸と水平方向になる。前記高分子液晶を、図
１６に示すように、基板１に対して平行に磁場２１をか
けることにより、配向処理すると高分子液晶の低分子液
晶基８を所定の方向に配向させることができる。

【００６９】（４）前記膜の高分子液晶の配向状態を崩
さないように温度を下げ、膜を硬化させ、内膜９を形成
する。望ましくは除冷がよい。

【００７０】（５）上記工程により製造した二枚の基板
１は、ある一定の間隔を保つようにしながらシール剤４
によって組合せ、その間に表示用液晶１１を注入する。

【００７１】本実施例の液晶素子の製造方法では、基板
１表面に二色性色素２２が添加された高分子液晶からな
る層２８のみを有する膜を形成し、次に表面に凹凸形状
を有するスタンパー５を用いて膜を加熱プレスして、膜
表面に凹凸形状を転写するとともに、磁場２１をかけ、
前記高分子液晶を配向処理した後、この配向状態を維持
して前記高分子液晶を硬化させるので、スタンパー５の
表面の凹凸形状が膜の表面に転写されて、膜は配向機能
を付与されるとともに、高分子液晶の低分子液晶基８が
配向して、それにともない同一方向に二色性色素２２が
並び、膜が偏光板の機能をも有するものとなる。

【００７２】つまり、本実施例の液晶素子の製造方法に
おいては、磁場発生機構付スタンプ装置２６に端面を基
準にして基板１をセットし、この状態でスタンプを行う
ことで配向軸を決定できる。

【００７３】このように、配向軸も偏光軸も共に基板１
の端面を基準にして決定できるので、本実施例の製造方
法により製造した液晶素子は、配向軸に対する偏光軸の
方向のばらつきがより小さくなった。

【００７４】なお、本実施例において膜の高分子液晶の
配向処理は、磁場２１により行ったが電場により配向処
理しても差し支えない。この時の電場の条件は１０³ 〜
１０⁵ Ｖ／ｃｍが好ましい。

【００７５】（実施例１０）図１７は、本実施例の液晶
素子を示すもので、前記実施例９と同一構成部分には、
同一符号を付して説明を簡略化する。本実施例が実施例
３と異なる点は、実施例８と同様に、二色性色素が添加
された高分子液晶からなる層２８を用いている点と、上
下に本実施例の基板を用いている点である。

【００７６】本実施例の液晶素子は、ガラスからなる基
板１上に、内膜３０が設けられている。この内膜３０
は、二色性色素２２が添加された高分子液晶からなる層
２８とその上に塗布された保護層２４とで形成されたも
のである。

【００７７】透明電極２と二色性色素２２が添加された
高分子液晶からなる層２８とは、実施例８と同様に形成
されたものである。保護層２４は、従来配向膜として使
用していた素材で形成されている。

【００７８】本実施例の液晶素子においては、実施例８
の液晶素子と同等の作用効果を得られる他、二色性色素
２２が添加された高分子液晶からなる層２８の上に保護
層２４が塗布されているので、二色性色素２２が添加さ
れた高分子液晶からなる層２８から二色性色素２２が表
示用液晶１１中へ流失するのを前記保護層２４によって
防ぐことができる。

【００７９】従って、本実施例の液晶素子においては、
偏光機能を有する二色性色素２２が添加された高分子液
晶からなる層２８の性能を長時間保持できるという効果
が得られた。

【００８０】（実施例１１）次に前記実施例１０におい
て説明した構造を有する液晶素子の製造方法を説明す
る。この液晶素子を製造するには先ず、透明電極２が形
成された基板１上に、二色性色素２２が添加された高分
子液晶からなる層２８の素材および形成方法は、実施例
９と同様である。続いて、従来配向膜として使用してい
た素材を上記二色性色素２２が添加された高分子液晶か
らなる層２８上に表面に凹凸形状が転写されるように塗
布する。これにより二色性色素２２が添加された高分子
液晶からなる層２８と保護層２４とからなる内膜３０が
形成される。

【００８１】上記のように形成した基板１を実施例９と
同様の操作によって組み立て、液晶素子を形成する。

【００８２】本実施例の液晶素子においては、実施例９
の製造方法と同等の作用効果を得られた。

【００８３】（実施例１２）本実施例の液晶素子が実施
例８の液晶素子と異なる点は、二色性色素が添加された
高分子液晶からなる層２８のみからなる内膜９の表面に
形成されている凹凸形状が、図８に示すように、一方向
のみに凹凸形状が形成されている点と、内膜９に使用し
た素材の点とである。

【００８４】本実施例では、内膜９をなす二色性色素と
して、黄色色素Ｇ２３２（日本感光社製）、赤色色素Ｌ
ＳＲ４０５（三菱化成社製）、青色色素ＬＳＢ（三菱化
成社製）を１：１：１の割合で混合したものを用いた。
高分子液晶には、下記に示すものを用いた。

【００８５】

【化４】

【００８６】この高分子液晶の配向処理について詳しく
説明する。本実施例の内膜９の素材として使用した高分
子液晶を分子的レベルでみた場合、側鎖にあるフェニル
基に結合している基は、電気陰性度の大きなものではな
いので、フェニル基の電子は流れていく場所がなく、こ
の為、この側鎖の低分子液晶基８の電気的双極子モーメ
ントは、分子軸と垂直方向になる。この高分子液晶を、
図１８に示すように、基板１に対して垂直に磁場をかけ
ることにより配向処理すると、その低分子液晶基８を所
定の方向に配向させることができる。

【００８７】つまり、実施例９と同様に、二色性色素が
添加された高分子液晶を塗布した後、図１０に示すよう
に、基板１を石英ヒーター２０で１５０℃〜２５０℃に
加熱しながら、一方向にピッチの小さいｓｉｎ波形状の
凹凸が形成されたスタンパー５で二色性色素が添加され
た高分子液晶からなる層２８をプレスし、この表面にス
タンパー５の凹凸形状を転写するとともに、永久磁石１
９により１０³ 〜１０⁵ ガウスの磁場２１をつくり、高
分子液晶の低分子液晶基８を６０分に渡り配向処理す
る。

【００８８】本実施例の液晶素子においては、実施例９
と同様な作用効果が得られた。

【００８９】なお、本実施例において、内膜９に使用さ
れた二色性色素の代わりに、黄色色素Ｇ２３２（日本感
光社製）、赤色色素ＬＳＲ４０５（三菱化成社製）、青
色色素ＬＳＢ（三菱化成社製）を０．５：１：０．５の
割合で混合したものを用いても差し支えない。

【００９０】さらに、内膜９である高分子液晶の配向処
理は、電場により配向処理しても差し支えない。この時
の電場の条件は、１０³ 〜１０⁵ Ｖ／ｃｍが好ましい。

【００９１】（実施例１３）図１１は本実施例の液晶素
子を示す断面図である。この液晶素子が前記実施例８と
異なる点は、薄膜トランジスタ１２が設けられた点とこ
の薄膜トランジスタ１２の上方に画素電極１６が設けら
れた点である。

【００９２】本実施例の液晶素子では、基板１上に薄膜
トランジスタ１２が形成されている。その上にはレベリ
ング層１３が形成されている。このレベリング層１３の
上部には、画素電極１６が形成されている。この画素電
極１６と薄膜トランジスタ１２のソース電極１４とは、
レベリング層１３のコンタクトホール１５を介して接続
されている。そして上記画素電極１６の上には内膜２５
が形成されている。この内膜２５は、下地層１７とその
上に位置する二色性色素２２が添加された高分子液晶か
らなる膜２８とから形成されている。

【００９３】本実施例の液晶素子では、実施例８と同様
の効果を得られる他、以下に示す効果が得られた。

【００９４】従来の薄膜トランジスタ液晶素子は、図１
２に示すように薄膜トランジスタ１２と画素電極１６と
が同一の高さに設けられていたので、高密度にするほど
画素電極１６の面積が小さくなり画面の荒いものとなっ
ていたが、本実施例の液晶素子においては、画素電極１
６が薄膜トランジスタ１２の上方に設けられているた
め、画素数を多くして高密度化にしても、画面に占める
画素面積を減らす必要がなく表示品質の低下を避けるこ
とができる。

【００９５】（実施例１４）図１９は本実施例の液晶素
子を示す断面図である。この液晶素子が前記実施例８の
液晶素子と異なる点は、透明電極２上に着色層１８を設
けた点である。

【００９６】本実施例の液晶素子では、基板１上に透明
電極２が形成されている。その上には、着色層１８が形
成されている。この着色層１８の上部にはレベリング層
１３が形成され、さらにレベリング層１３の上には、内
膜２５が形成されている。この内膜２５は、二色性色素
が添加された高分子液晶からなる層２８と下地層１７と
で構成されている。さらに、この下地層１７の表面に
は、実施例８の内膜９と同様な凹凸が形成されている。

【００９７】本実施例の液晶素子においては、実施例８
と同様な作用効果が得られた。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の液晶素子
は、高分子液晶からなる層を有し、かつ内表面が凹凸形
状の内膜が基板に設けられたものなので、内膜の凹凸形
状は表示用液晶分子が入り込み配向する配向膜の役目を
する。更に内膜を構成する高分子液晶からなる層の高分
子液晶を配向処理することにより、高分子液晶の低分子
液晶基を配向させて、内膜に光学フィルムの機能を付与
できる。この様にして基板の内面に形成された内膜は、
配向機能と光学フィルムの機能の両方をもつこととな
る。

【００９９】従って請求項１の液晶素子においては、配
向軸および光学フィルムの光学軸を基板の端面を共通の
基準として形成できるので、両者の軸あわせを正確に行
うことができ、より高性能な表示品質をもつ液晶素子と
なった。

【０１００】請求項２の液晶素子の製造方法に於いて
は、液晶素子を製造する際、基板上に高分子液晶からな
る層を有する膜を形成し、この膜をスタンパーで加熱プ
レスして膜表面に凹凸形状を転写するととともに、磁場
もしくは電場をかけ前記高分子液晶を配向処理した後、
この配向状態を崩す事なく高分子液晶を硬化させるの
で、基板の端面を基準にして膜に凹凸形状を形成すると
同時に高分子液晶も配向できる。

【０１０１】従って、請求項２の液晶素子の製造方法に
よれば基板の端面という同一の基準によって配向軸の方
向と光学軸の方向とを決定できるので光学軸の方向を配
向軸の方向に対して基板毎にバラ付く事なく決定でき、
表示むらの少ない液晶素子を製造できる。

【０１０２】そのうえさらに、配向機能を有する膜の表
面を汚染することもなく歩留まりが著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の液晶素子を示す断面図

【図２】実施例１の液晶素子の内膜表面の凹凸形状を示
す斜視図

【図３】図２に示した凹凸形状をピッチの小さい方向か
らみた断面図

【図４】図２に示した凹凸形状を左右非対称なピッチの
大きい方向からみた断面図

【図５】実施例２で内膜を形成している過程を示す断面
図

【図６】実施例２に於て、高分子液晶の低分子液晶基を
配向処理している様子を示す模式図

【図７】実施例３の液晶素子を示す断面図

【図８】実施例５の液晶素子の内膜の表面の形状を示す
斜視図

【図９】実施例５に於て、高分子液晶の低分子液晶基を
配向処理している様子を示す模式図

【図１０】実施例５に於て、内膜を形成している過程を
示す断面図

【図１１】実施例６の液晶素子を示す断面図

【図１２】従来のトランジスタを備えた液晶素子を示す
模式図

【図１３】実施例７のカラー液晶素子を示す断面図

【図１４】従来の液晶素子を示す断面図

【図１５】実施例８の液晶素子を示す断面図

【図１６】実施例９において、色性色素が添加された高
分子液晶の低分子液晶基を配向処理している様子を示す
模式図

【図１７】実施例１０の液晶素子を示す断面図

【図１８】実施例１２において、二色性色素が添加され
た高分子液晶の低分子液晶基を配向処理している様子を
示す模式図

【図１９】実施例１４のカラー液晶表示素子を示す断面
図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 透明電極 ３ 配向膜 ４ シール剤 ５ 表示用液晶 ６ 光学的に異方性を備えたフィルム ８ 低分子液晶基 ９ 高分子液晶からなる層のみからなる内膜 １１ 表示用液晶 １２ 薄膜トランジスタ １３ レベリング層 １４ ソース電極 １５ コンタクトホール １６ 画素電極 １７ 下地層 １８ 着色層 １９ 永久磁石または電磁石 ２０ 石英ヒーター ２１ 磁場または電場 ２２ 二色性色素分子 ２３ セル ２４ 保護層 ２５ 高分子液晶からなる層と下地層からなる内膜 ２６ 磁気発生機構付スタンプ装置 ２８ 高分子液晶からなる層 ３０ 高分子液晶からなる層と保護層とからなる内膜 ３２ 配向機能を有する基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 雅彦 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 鹿野 満 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高分子液晶からなる層を有し且つ表面が
   凹凸形状の内膜が基板に設けられた事を特徴とする液晶
   素子。
2. 【請求項２】 液晶素子を製造する際、基板上に高分子
   液晶からなる層を有する膜を形成し、この膜を凹凸形状
   を有するスタンパーで加熱プレスして膜表面に凹凸形状
   を形成するとともに、磁場もしくは電場をかけ前記高分
   子液晶を配向処理した後、この配向状態を維持して前記
   高分子液晶を硬化させることを特徴とする液晶素子の製
   造方法。