JPH05188381A - 強誘電性液晶素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マトリクス電極を有する透明導電フィルムを
用いて、大面積に亘り均一かつ安定な液晶の配向を得る
とともに、液晶の配向状態を壊さないハンドリング性を
実現する強誘電性液晶素子およびその製造方法を提供す
る。 【構成】 強誘電性液晶素子は、透明導電フィルム２，
２の一方側に透明プラスチック板６を積層する。強誘電
性液晶素子の製造方法は、配向膜２１が形成された一対
の透明導電フィルム２，２で強誘電性液晶材料１をラミ
ネート処理して挟着する。次いで、強誘電性液晶材料１
の等方相転移温度以上に加熱した後、カイラルスメクチ
ックＣ相状態を呈する温度に徐冷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＶ画面や一般ＯＡ機
器用、自動車等の表示パネル用または車載ナビゲーショ
ン用ディスプレイ等に使用される動画表示可能な強誘電
性液晶素子およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画表示可能な表示素子として、一対の
基材間に走査電極および信号電極をマトリクス状に配置
したセル内に液晶材料を充填することで、両電極の重な
りの部分に画素を構成した単純マトリクス型液晶素子が
普及している。この単純マトリクス型液晶素子は、画素
数が増えるといわゆるクロストークが発生して鮮明で高
精細な画像表示が困難であった。

【０００３】この単純マトリクス型液晶素子のクロスト
ークを防止するため、基材上の各画素に相当する部分に
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を始めとする非線形素子を
形成し、各画素を独立に動作させることで鮮明で高精細
な画像表示を可能としたアクティブマトリクス型液晶素
子が開発された。このアクティブマトリクス型液晶素子
は、画面上の全ての画素について、一つの欠陥もなく非
線形素子を形成するのが困難であり、歩留りの低さによ
る高コスト化や、あるいは大画面化が困難であるという
欠点があった。

【０００４】このアクティブマトリクス型液晶素子の欠
点を解消するものとして、１９８０年にＣｌａｒｋとＬ
ａｇｅｒｗａｌｌによって強誘電性液晶材料を用いた表
面安定化型強誘電性液晶素子（ＳＳＦＬＣＤ）が提案さ
れた（特開昭５６−１０７２１６号、米国特許明細書第
４３６７９２４号）。図４に示すように、このＳＳＦＬ
ＣＤ等の強誘電性液晶素子は、液晶分子のらせん構造の
形成を抑制し得る距離に配置された一対の基材２，２
と、当該基材２，２間に挟着され、液晶分子が配向制御
されたカイラルスメクチックＣ相（Ｓ_C ^* 相）を示す強
誘電性液晶材料１と、基材２，２の外側に配置された一
対の偏光子３，３とで構成されている。

【０００５】上記強誘電性液晶素子において、配向制御
された液晶分子１０は、図５に示すように基材２，２間
のセル間隔が十分に広い場合には、液晶層法線Ｌ１を軸
とするらせん構造をとり、各液晶分子１０の双極子１１
はばらばらの方向を向く。しかし、セル間隔をらせん構
造の１ピッチαより小さくすると、図６中、太実線およ
び細実線で示した液晶分子１０はらせん構造が抑制さ
れ、らせん構造がほどけて、分子内の双極子１１が上向
または下向きの２状態のうち何れかのみをとる。この状
態において、上記一対の基材２，２間に正逆何れかの方
向の電圧を印加すると、その電界の方向に応じて全ての
双極子１１の向きが上下何れか１方向に揃い、それにと
もなって全ての液晶分子１０が電界の方向に応じた２つ
の状態間でスイッチングされるようになる。なお、この
２状態は、電圧の印加を停止した後も安定に保持し、液
晶素子が双安定性（メモリー性）を示す。

【０００６】また、図７に示すように、偏光子３，３
は、偏光軸３０，３０を互いに直交させ、かつ何れか一
方の偏光子３の偏光軸３０を液晶分子１０のとり得る２
状態のうちの何れか一方における液晶分子１０の平均分
子長軸方向と一致させて積層される。これにより、図７
の層構成の強誘電性液晶素子においては、一対の基材
２，２間に印加する電圧の方向を正逆何れかに切り替え
ると、それに応じて、液晶分子１０が前記２状態間にス
イッチングされて、一方の偏光子３の偏光軸３０と一致
する状態と一致しない状態とを生じ、液晶素子が明（Ｏ
Ｎ）、暗（ＯＦＦ）２状態の表示が可能となる。

【０００７】このように、強誘電性液晶素子は、液晶分
子が双安定性を有する上、従来の液晶と違い双極子によ
って明暗２状態のスイッチングが行われる。このため、
上記強誘電性液晶素子によれば、単純マトリクス駆動
で、クロストークのない鮮明で、かつ高精細な画像表示
を可能とする。ところで、強誘電性液晶材料を挟着する
基材２，２として、一般的に厚さ１．１mm程度のガラス
基板にＩＴＯ等の透明導電膜を形成したものが使用され
ている。このため、ＳＳＦＬＣＤは、このガラス基板の
ような剛体を用いた場合、素子化後に機械的な衝撃によ
って液晶の配向構造が容易に壊れ易いという問題があ
る。加えてガラス基板を使用した場合には、基板自体が
割れ易く、しかも重いという問題がある。また、このＳ
ＳＦＬＣＤは、一対の基材のセル間隔を１〜数μｍとい
う極薄い液晶層を実現する必要があり、ガラス基板で
は、そりや撓み等が原因で、大面積に亘りセル間隔を正
確に制御することが難しく、素子全面に均一な配向を得
ることが非常に困難であった。さらに、強誘電性液晶材
料は、ネマティック相の液晶に比べて粘度の高いクリー
ム状のカイラルスメクティックＣ相（Ｓ_C ^* 相）を持
ち、従来使用されていた真空注入法による液晶素子の製
造が困難であった。

【０００８】そこで、これらの欠点を解消するものとし
て、基材２，２にプラスチックフィルムを使用し、ラミ
ネート法等にて液晶を配向させる方法が提案された（特
開平２−１８８７１９号公報、特開平２−２０３３２１
号公報、特開平２−２５３２２９号公報、特開平１−９
９０２５号）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記製
造方法は、何れも粘度が極めて高く配向保持力も強い強
誘電性高分子液晶材料を使用した場合に適した方法であ
り、これらは液晶材料のスメクチックＡ相からカイラル
スメクチックＣ相への転移温度よりも高い温度で加熱ラ
ミネート処理等をすることでずり応力や剪断力等を加え
て液晶の配向を行うものである。このため、低粘度で配
向保持力が弱い強誘電性低分子液晶またはそれを主体と
した強誘電性液晶素子を作製するには、以下のような問
題点があった。

【００１０】基材２が可撓性を有するプラスチックフィ
ルムで形成されているので、僅かな衝撃や温度変化等の
外部要因によって１〜数μｍという極薄の基材間隔が不
均一になったり歪みが生じたりして、良好な液晶配向を
達成、保持（ハンドリング）することが困難であるとい
う問題があった。また、液晶の配向は、ずり応力や剪断
力等のみで行われるので、大面積に亘り均一で、安定な
配向制御を行うことが困難であるという問題があった。

【００１１】さらに、液晶素子形成後に液晶材料の等方
相転移温度以上に加熱されると配向が崩れ、冷却後に加
熱前の配向状態に復帰させることが困難であり液晶素子
の使用温度が限られるという問題があった。一方、上記
製造方法では曲面化した液晶素子を作製することができ
るとしているが、曲面化された液晶素子に偏光子を取り
付けると視野角によってコントラスト変化が助長される
にすぎないという問題があった。

【００１２】また、粘度が高い強誘電性高分子液晶を主
体とした液晶素子では、高速動画表示に必要な数１０μ
sec の応答速度を得ることが非常に困難であるという問
題があった。そこで、この発明の目的は、高速動画表示
が可能で、大面積に亘り均一で安定な液晶の配向を得る
とともに、液晶の配向を壊さないハンドリング性を実現
することができる強誘電性液晶素子およびその製造方法
を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、この発明の強誘電性液晶素子の製造方法
は、透明導電フィルムの導電面に配向膜を形成した後ラ
ビングを施した一対の基材のうち、１枚の基材の配向膜
上に強誘電性液晶材料を載置し、この上に配向膜が対向
するようにもう１枚の基材を配置してラミネート処理
し、次いで、強誘電性液晶材料の等方相転移温度以上に
全体を加熱した後、強誘電性液晶材料がカイラルスメク
チックＣ相を示す温度まで徐冷することを特徴とする。

【００１４】上記製造方法によれば、液晶の配向処理
は、強誘電性液晶材料の等方相転移温度以上に全体を加
熱した後、カイラルスメクチックＣ相（以下、Ｓ_C ^* 相
という）状態の温度まで徐冷することで行われるので、
大面積に亘り配向欠陥のない均一で、かつ良好な液晶の
配向を達成することができる。また、透明導電フィルム
に形成した配向膜により液晶の配向を制御しているの
で、配向保持力の弱い強誘電性低分子液晶を使用した場
合でも、良好な配向状態を達成することができるととも
に、この配向状態を安定して保持することができる。こ
の配向膜による液晶の配向は、ずり応力等のみによる場
合に比べ広範囲に亘り堅牢にすることができるととも
に、素子化後に等方相転移温度以上に加熱されても冷却
後には加熱前の配向状態に復帰させることができ、使用
温度範囲が限られることもない。

【００１５】また、上記製造方法において、配向膜が熱
硬化性の液晶配向剤からなる場合、液晶の配向処理温度
を、配向膜の硬化形成温度より３０deg （摂氏温度目盛
りの場合を表す。）低い温度以上にすれば、配向膜中の
未硬化成分の硬化がさらに進行するとともに液晶材料と
配向膜との界面でのコンホメーションが安定な状態に変
化すると推定され、より一層均一な表面安定化構造の配
向状態を達成することができる。

【００１６】プラスチックフィルム上にマトリクス電極
を設けた場合、高精細な画像を得るためには高密度に電
極を設けて画素数を増やす必要があり、その際、電極線
を低抵抗化するため電極の厚みを１０００Å以上と大き
くしなければならない。その結果、電極面と電極間面と
の間で大きな段差が生じるため粘度の高いＳ_C ^* 相状態
の強誘電性液晶材料をラミネート処理すると、一対の透
明導電フィルムに厚みむらが起こり配向欠陥や表示むら
が発生することがしばしばあった。

【００１７】そこで、本発明者らは、強誘電性低分子液
晶またはそれを主体とした組成物の強誘電性液晶素子に
おいて、マトリクス状の電極を用いた際に電極面と電極
間面との段差に起因する厚みむらによる配向欠陥や表示
むらについて、鋭意検討した結果、強誘電性液晶材料を
ある一定の温度範囲で加熱しながらラミネート処理する
と、大面積に亘り均一で、かつ良好に液晶を配向できる
ことを見出した。

【００１８】即ち、上記製造方法において、ラミネート
処理を、強誘電性液晶材料のスメクチックＡ相（以下、
Ｓ_A 相という）からＳ_C ^* 相への転移温度以下で、かつ
この転移温度より１５deg 低い温度以上の温度範囲で行
うものである。これにより、ラミネート処理する際に、
Ｓ_C ^* 相状態にある液晶材料の粘度を下げ流動性を増す
ことができるとともに、ラミネート処理によるずり応力
にてある程度まで液晶の配向も行うことができる。この
ため、マトリクス電極を形成した透明導電フィルムを用
いた強誘電性液晶素子でも、大面積に亘って均一かつ良
好な液晶の配向を行うことができ、さらに配向欠陥や表
示むらのない液晶素子を作製することが可能となる。

【００１９】ラミネート温度がＳ_A 相からＳ_C ^* 相への
転移温度よりも高くなると、液晶材料の相転移に伴う配
向状態の変化を呈するため強誘電性低分子液晶またはそ
れを主体とした組成物では良好な配向状態を得るのが困
難となる。逆に、ラミネート温度が、上記転移温度より
１５deg 低い温度以下では、加熱の効果が十分に得られ
ない。

【００２０】なお、上記ラミネート温度は、強誘電性液
晶材料のＳ_A 相からＳ_C ^* 相への転移温度より１０deg
低い温度以上で、この転移温度より５deg 低い温度以下
の温度範囲であればより好ましい。一方、この発明の強
誘電性液晶素子は、一対の透明導電フィルムで強誘電性
液晶材料を挟着した強誘電性液晶素子において、一対の
透明導電フィルムのうち少なくとも一方に透明プラスチ
ック板を積層したことを特徴とする。

【００２１】上記本発明の強誘電性液晶素子は、透明プ
ラスチック板が積層されているので、物理的強度を持た
せて衝撃などの外部要因によってセル間隔を不均一にし
たり歪みを生じたりすることもないため、配向状態を壊
さないハンドリング性を実現することができる。以下
に、この発明を説明する。

【００２２】図１は、この発明の一例の強誘電性液晶素
子の構成図を示し、図２は、その要部の断面図を示す。
この強誘電性液晶素子は、一対の透明導電フィルム２，
２で強誘電性液晶材料１を挟着し、一方側には、表面偏
光子３、カラーフィルタおよびブラックマスク７、透明
プラスチック板６、ノングレアシート４が順次積層さ
れ、また他方側には、裏面偏光子３、バックライトユニ
ットまたは反射板８が順次積層されたものである。ま
た、図２に示すように一対の透明導電フィルム２，２の
外縁には、封止材１２が配置されている。

【００２３】強誘電性液晶材料１としては、Ｓ_C ^* 相を
呈する市販の単成分または複数成分のものが使用され、
また、各種高分子液晶等を補助成分として混合させる
等、他の液晶成分をブレンドすることで性能調整するこ
とができる。この強誘電性液晶材料１に添加される高分
子液晶の混合割合としては、粘度が過度に大きくなった
り液晶の配向性が損なわれたりしないように、全体の５
重量％以下、好ましくは２重量％以下とするのが好まし
い。即ち、この添加量が５重量％を越えると液晶素子の
応答速度が遅くなるおそれがあるからである。

【００２４】また、この強誘電性液晶材料１には、一対
の透明導電フィルム２，２のセル間隔を一定に保つため
のスペーサＳが混入される。スペーサＳとしては、シリ
カ、ガラスファイバーまたは樹脂等の粒状物が使用さ
れ、電極２２，２２間隔に応じて１〜数μｍの粒径のも
のを適宜選ぶことができる。このスペーサＳの混合割合
は、液晶面積１mm² あたり１０〜２００個程度であれば
よい。スペーサＳは、Ｓ_C ^* 相状態の強誘電性液晶材料
１が比較的粘度の高いクリーム状を呈し、液晶の流動に
よってスペーサＳが局在化されずに、スペーサＳを液晶
中に均一分散させることができるので、大面積に亘って
透明導電フィルム２，２間隔を一定に保つことができ
る。

【００２５】他に、強誘電性液晶材料１には、液晶素子
の特性を調整するため二色性色素、各種添加剤、非液晶
性化合物等を混合することもできる。透明導電フィルム
２としては、軽量かつ丈夫な素子を得るためプラスチッ
クフィルム２３表面に電極層２２を形成したものが使用
される。プラスチックフィルム２３としては、耐熱性、
実用的強度、光学的均一性などにすぐれ、かつ偏光子
３，３と組み合わせた際に複屈折による着色のおこらな
いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムやポ
リエーテルスルフォン（ＰＥＳ）フィルム等の非晶質の
プラスチックフィルムが好適に使用される。このプラス
チックフィルム２３の厚みは５０〜２００μｍ程度が好
ましい。

【００２６】電極層２２としては、ＩＴＯやSnＯ₂ 等の
透明導電膜が好ましく使用される。これらの透明導電膜
は、真空蒸着法やスパッタリング法等によって形成され
る。また、上記透明導電材料を含む透明導電インクを塗
布あるいは印刷してもよい。そして、単純マトリクス駆
動の液晶素子にするためには、エッチング等にて所定の
パターンニングが形成される。

【００２７】また、透明導電フィルム２には、電極層２
２の上に配向膜２１が形成される。この配向膜２１とし
ては、耐熱性、安定性、他の液晶表示方式での使用実績
などから、ポリイミド系の熱硬化性高分子やその誘導
体、あるいはその共重合体が好ましく使用される。ま
た、強誘電性液晶材料１との相性等を考慮して、ポリビ
ニルアルコール等の他の熱可塑性高分子を使用すること
もできる。配向膜２１を形成する高分子材料は、素子の
特性等を考慮すると着色が少なく透明性に優れ、しかも
電圧降下を少なくするために高誘電率であることが望ま
しい。配向膜２１の膜厚はとくに限定されないが、２０
Å〜０．５μｍ程度が好ましい。また、配向膜２１には
ラビングが施されるが、従来同様に適当な布地を使用す
ることで行われる。この配向膜２１は、高分子材料を適
当な溶媒に溶解または分散させた液晶配向剤としての塗
布液を塗布または印刷して溶媒を乾燥除去するか、また
は高分子材料の硬化性のプレポリマー（オリゴマー、モ
ノマー）を適当な溶媒に溶解または分散させた液晶配向
剤としての塗布液を塗布または印刷して、溶媒を乾燥除
去するとともにプレポリマーを硬化させることで形成さ
れる。塗布は、バーコート法、スピンコート法、スプレ
ーコート法等の通常の塗布方法を採用できる他、スクリ
ーン印刷法やオフセット印刷法等の種々の印刷方法を採
用することもできる。

【００２８】封止材１２としては、種々の樹脂等が使用
され、強誘電性液晶材料１を一対の透明導電フィルム
２，２間に封止するため、液晶素子を形成する前に一方
の透明導電フィルム２の外縁に塗布または貼着等にて形
成される。この封止材１２による強誘電性液晶材料１の
封止は、強誘電性液晶材料１を一対の透明導電フィルム
２，２にてラミネート処理時またはその後に封止材１２
を硬化させることで行われる。

【００２９】透明プラスチック板６は、アクリル板、ポ
リカーボネート板、塩化ビニル板等の可視域で透明なも
のなら種々のものを使用できるが、強誘電性液晶材料１
を紫外光線から守るために紫外域に十分な吸収能のある
もので、偏光子３，３と組み合わせて複屈折による着色
の起こらない非晶質のものが実用上好ましい。これによ
り、強誘電性液晶素子は、剛直な透明プラスチック板６
によって強度を持たせることができ、衝撃等の外部要因
にてセル間隔を一定に保ち液晶の配向を壊さないハンド
リングを実現するとともに、大面積に亘り平滑なものを
得ることができる。

【００３０】上記の偏光子３，３、カラーフィルタおよ
びブラックマスク７、ノングレアシート４、バックライ
トユニットまたは反射板８は、何れも従来から使用され
ている種々のものを使用することができる。そして、最
終的に、この液晶素子は、動画表示可能な全プラスチッ
クの軽量で割れない、対角にして１０〜４０インチの大
面積のフラット型表示パネルを構成することができる。

【００３１】なお、上記液晶素子は、積層後に全体また
は所要部分を熱融着フィルム等で密封することや、各層
間にこれらを接着させるための接着剤層を設けること等
できる。また、強誘電性液晶材料１を挟着した一対の透
明導電フィルム２，２の一方側に積層した偏光子３、カ
ラーフィルタおよびブラックマスク７、透明プラスチッ
ク板６およびノングレアシート４の積層順序は任意に変
更することができる。さらに、透明プラスチック板６
は、裏面側のバックライトユニットまたは反射板８が透
明プラスチック板からなる場合は特に配置されなくても
良い。その他に封止材１２を形成しないこと等、従来の
強誘電性液晶素子と同様に、この発明の要旨を変更しな
い範囲で、種々の設計変更を施すことができる。

【００３２】次に、図３は、この発明の強誘電性液晶素
子の製造方法におけるラミネート処理の概略図を示す。
図３に示すように、一対の透明導電フィルム２，２のう
ち、１枚の透明導電フィルム２の配向膜２１が形成され
た表面にスペーサＳを添加した強誘電性液晶材料１を載
せる（図３(a) 参照）。

【００３３】そして、その上に配向膜２１が対向するよ
うに、もう１枚の透明導電フィルム２を重ねて、一端部
から一対のラミネートロールＲ，Ｒ間に挿通し、両透明
導電フィルム２，２がスペーサＳによって液晶分子１０
のらせん構造の形成が抑制される距離に配置されるよう
にラミネート処理する（図３(b) 、図６参照）。このラ
ミネート処理は、通常、室温で行われるが、ラミネート
ロールＲ，Ｒ内に加熱ヒータが埋設されたものを使用し
て加熱ラミネートすることもできる。このとき、ラミネ
ート温度は、強誘電性液晶材料１のＳ_A 相からＳ_C ^* 相
への転移温度より１５deg 低い温度以上で、この転移温
度以下の温度範囲に限定され、好ましくは、上記転移温
度より１０deg 低い温度以上で、上記転移温度より５de
g 低い温度以下の温度範囲に設定される。

【００３４】次いで、ラミネート処理された一対の透明
導電フィルム２，２に挟着した強誘電性液晶材料１を、
この強誘電性液晶材料１の等方相転移点以上の温度で全
体を加熱して液晶の配向処理を行う（図３(C) ）。この
配向処理温度は、配向膜２１がポリイミド系等の熱硬化
性の液晶配向剤からなる場合は、配向膜２１の硬化形成
温度より３０deg 低い温度以上であることが好ましい。
また、配向膜２１がポリビニルアルコール等の熱可塑性
の液晶配向剤からなる場合は、強誘電性液晶材料１の等
方相転移温度以上であれば、特に限定されない。

【００３５】この後に強誘電性液晶材料１のＳ_C ^* 相状
態の温度まで徐冷する。これにより、強誘電液晶材料１
が等方相転移温度からＳ_C ^* 相に相転移する際に配向膜
２１，２１にて液晶が配向制御されて液晶素子全面に亘
って均一で安定な配向を行うことができる。そして、透
明導電フィルムの一方側の外装に、偏光子３、カラーフ
ィルターまたブラックマスク７、透明プラスチック板６
およびノングレアシート４を、また、他方側に、偏光子
３およびバックライトユニットまたは反射板８を、積層
させると、図１に示す液晶素子が得られる。

【００３６】

【実施例】次に、この発明の実施例および比較例を、以
下に示す。実施例１ 透明導電フィルム（ＰＥＳ／ＩＴＯ厚さ１００μｍ）上
にポリイミド系液晶配向剤（日産化学社製の型番ＲＮ−
３０５）をスピンコート法によって塗布し、１００℃で
１０分間加熱した後に１７０℃で３０分間加熱して硬化
させて高分子膜を形成した。そして、この高分子膜表面
をラビング布（吉川化工社製の型番ＹＡ２０Ｒ）を用い
て一方向にラビングを施した配向膜を形成した透明導電
フィルムを得た。

【００３７】この透明導電フィルムを２枚用意し、その
うち１枚の透明導電フィルムの配向膜上に、強誘電性液
晶材料（メルクジャパン社製の型番ＺＬＩ−３６５４）
と、粒径２μｍのシリカ製のスペーサとの混合物（スペ
ーサの配合割合：０．７mg／g ）を載せた。そして、そ
の上にもう１枚の透明導電フィルムを、配向膜が強誘電
性液晶材料と接するように重ね合わせて、室温で図３に
示した一対のラミネートロールＲ，Ｒにてラミネート処
理し、この強誘電性液晶材料を挟着した後、その全体を
１７０℃で３０分間加熱し、次いで、液晶材料がＳ_C ^*
相状態を呈する温度まで徐冷して液晶を配向させて強誘
電性液晶素子を作製した。

【００３８】なお、強誘電性液晶材料は以下の相転移特
性を有する。 Ｉｓｏ → Ｃｈｏｌ → Ｓ_A → Ｓ_C ^* → Ｃｒｙ 86 ℃ 76 ℃ 62 ℃ − 30 ℃ 得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡で観察したと
ころ、素子の全面に亘って液晶が均一に配向しているこ
とが確認された。

【００３９】また、上記強誘電性液晶素子を一対の偏光
膜（日東電工社製）で挟着し、素子の表示面に対して垂
直にＨｅ−Ｎｅレーザー光（波長６３３nm）を照射しつ
つ、±３０Ｖの直流電圧を１m sec 印加したところ、応
答速度４０μ sec、最大透過率２４％を得た。さらに、
上記強誘電性液晶素子を、厚さ２mmの一対の透明アクリ
ル板で挟着して固定し、高さ１ｍの位置から床上に自然
落下させた後に、応答速度、透過率変化を調べたとこ
ろ、落下前と顕著な変化は認められなかった。

【００４０】実施例２ 配向膜として、ポリビニルアルコール系液晶配向剤（日
本合成化学社製の型番ＮＨ−２０）の１％水溶液をＰＥ
Ｓフィルムに塗布して１２０℃で２時間半掛けて乾燥し
たものを使用し、配向処理温度を１３０℃としたこと以
外は、実施例１と同様にして強誘電性液晶素子を作製し
た。

【００４１】得られた強誘電性液晶素子を、上記実施例
１と同様にして印加パルス幅１００，２００，５００お
よび１０００（μｓ）の各幅において、暗状態の液晶素
子が透過率１０→９０％に変化するのに要した時間ｔ_on
（μｓ）および電圧を逆方向に印加して、明状態の液晶
素子が透過率９０→１０％に変化するのに要した時間ｔ
_off （μｓ）を求めた。 印加パルス幅： １００ ｔ_on：３７ ｔ_off ：３０ 印加パルス幅： ２００ ｔ_on：３８ ｔ_off ：２６ 印加パルス幅： ５００ ｔ_on：４５ ｔ_off ：３５ 印加パルス幅：１０００ ｔ_on：５０ ｔ_off ：４０ また、上記強誘電性液晶素子を、実施例１と同様に、一
対の透明アクリル板で挟着した状態で、１ｍの高さから
自然落下させた後、応答速度、透過率変化を調べたとこ
ろ、落下前と顕著な変化は認められながった。

【００４２】実施例３ 配向膜として、ポリビニルアルコール系液晶配向剤（日
本合成化学社製の型番ＫＰ−０６）を使用したこと以外
は、実施例２と同様にして強誘電製液晶素子を作製し
た。得られた強誘電性液晶素子を、上記実施例２と同様
にして印加パルス幅５００および１０００（μｓ）の各
幅において、暗状態の液晶素子が透過率１０→ ９０％
に変化するのに要した時間ｔ_on（μｓ）および電圧を逆
方向に印加して、明状態の液晶素子が透過率９０→１０
％に変化するのに要した時間ｔ_off （μｓ）を求めた。 印加パルス幅： ５００ ｔ_on：５５ ｔ_off ：５０ 印加パルス幅：１０００ ｔ_on：５０ ｔ_off ：７０ また、上記強誘電性液晶素子を、実施例１と同様に、一
対の透明アクリル板で挟着した状態で、１ｍの高さから
自然落下させた後、応答速度、透過率変化を調べたとこ
ろ、落下前と顕著な変化は認められながった。

【００４３】比較例１ 透明導電フィルムに代えて、ガラス板の表面に１．１mm
厚のＩＴＯ膜を形成した透明導電ガラスを使用し、バー
コート法によって液晶材料を塗布したこと以外、実施例
１と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。得られた
強誘電性液晶素子を、高さ１ｍの位置から床上に自然落
下させたところ、ガラス板にクラックが入り液晶の配向
が破壊された。

【００４４】次に、単純マトリクスパターンのＩＴＯ膜
を形成した透明導電フィルムを使用し、強誘電性液晶素
子を作製した場合の実施例および比較例を示す。実施例４ 電極に縦横それぞれ３２本ずつのマトリクス電極を有す
る透明導電フィルムを使用したこと以外は、実施例１と
同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００４５】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、電極部位と電極間部位とで配向むら
が生じて、素子全面に亘って複屈折色を呈したが、素子
全面に良好な配向が起こっていた。実施例５ 電極に縦横それぞれ３２本ずつのマトリクス電極を有す
る透明導電フィルムを使用したこと以外は、実施例２と
同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００４６】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、電極部位と電極間部位とで配向むら
が生じて、素子全面に亘って複屈折色を呈したが、素子
全面に良好な配向が生じた。実施例６ ラミネート処理時の温度を５５℃としたこと以外は、実
施例４と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００４７】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、素子全面に亘り均一で配向むらがな
かった。また、この素子を１／３バイアス法により駆動
させたところ、良好な表示特性を得た。実施例７ ラミネート処理温度を５０℃としたこと以外は、実施例
４と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００４８】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、電極部位と電極間部位とで微少な配
向むらが生じて複屈折色を若干呈したが、素子全面に均
一な配向が起こっていた。また、この素子を実施例６と
同様に駆動させたところ、良好な表示特性を得た。実施例８ ラミネート処理温度を６０℃としたこと以外は、実施例
４と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００４９】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、電極部位と電極間部位とで微少な配
向むらを生じてコントラストが若干低下したが、素子全
面に均一な配向が起こっていた。また、この素子を実施
例６と同様に駆動させたところ、良好な表示特性を得
た。実施例９ ラミネート処理温度を５５℃としたこと以外は、実施例
５と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００５０】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、全面に亘り均一な配向が得られた。
また、この素子を実施例６と同様に駆動させたところ、
良好な応答特性を得た。実施例１０ ラミネート処理温度を５０℃としたこと以外は、実施例
５と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００５１】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、電極部位と電極間部位とで液晶層厚
が異なるために表示むらが若干現れ、またセル厚が２μ
ｍよりも大きくなったため、素子の一部が複屈折色を呈
したが、素子全面に均一な配向が起こっていた。実施例１１ ラミネート処理温度を６０℃としたこと以外は、実施例
５と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００５２】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、セル厚が２μｍよりも小さくなった
ために素子が明表示状態にあるときでも若干暗く、表示
コントラストが僅かに低下したが、素子全面に均一な配
向が起こっていた。比較例２ ラミネート処理温度を７０℃としたこと以外は、実施例
４と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００５３】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、電極部位と電極部位間とで著しい配
向むらが起こり、素子全面が明状態でも、暗くコントラ
ストが著しく低下した。比較例３ ラミネート処理温度を７０℃としたこと以外は、実施例
５と同様にして強誘電性液晶素子を作製した。

【００５４】得られた強誘電性液晶素子を、偏光顕微鏡
で観察したところ、セル厚が２μｍよりも小さくなった
ために表示が明状態にあるときでも暗く、表示コントラ
ストが著しく悪くなった。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、この発明の強誘電性液晶
素子によれば、一対の透明導電フィルムのうち少なくと
も一方に積層した透明プラスチック板によって、液晶の
配向状態を壊さないハンドリング性を実現することがで
きる。また、この発明の製造方法によれば、大面積に亘
り均一かつ良好で、しかも安定した液晶の配向を行うこ
とができる。また、配向膜に熱硬化性の液晶配向剤を使
用した場合、配向時の温度を調整することにより均一な
表面安定化構造の配向を得ることができる。さらに、加
熱ラミネート処理を行えば、さらに均一な配向を行うこ
とができるとともに、マトリクス電極を使用しても配向
欠陥や表示むらのない液晶素子を得ることができる。こ
れにより、大面積に亘って均一、良好、かつ安定な液晶
の配向を達成することができる。

【００５６】したがって、本発明によれば、軽量、薄
型、大面積でかつ、鮮明で高速動画表示が可能な全プラ
スチック製の強誘電性液晶素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一例の強誘電性液晶素子を示す構成
図である。

【図２】図１の強誘電性液晶素子の要部を示す模式図で
ある。

【図３】この発明の一例の強誘電性液晶素子の製造方法
におけるラミネート処理の概略を示す側面図である。

【図４】強誘電性液晶素子における層構造を示す斜視図
である。

【図５】セル間隔が十分に広い場合における液晶分子の
状態を模式的に説明する図である。

【図６】セル間隔が狭い場合における液晶分子の配向状
態を模式的に説明する図である。

【図７】図６の配向状態における液晶分子の平均分子長
軸と、偏光子の偏光軸との関係を模式的に説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ 強誘電性液晶材料 ２ 透明導電フィルム ２１ 配向膜 ２２ 電極層 ２３ プラスチックフィルム ６ 透明プラスチック板

フロントページの続き (72)発明者 高田 憲作 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 小野 純一 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明導電フィルムの導電面に配向膜を形成
   した後ラビングを施した一対の基材のうち、１枚の基材
   の配向膜上に強誘電性液晶材料を載置し、この上に配向
   膜が対向するようにもう１枚の基材を配置してラミネー
   ト処理し、次いで、強誘電性液晶材料の等方相転移温度
   以上に全体を加熱した後、強誘電性液晶材料がカイラル
   スメクチックＣ相を示す温度まで徐冷することを特徴と
   する強誘電性液晶素子の製造方法。
2. 【請求項２】ラミネート処理を、強誘電性液晶材料のス
   メクチックＡ相からカイラルスメクチックＣ相への転移
   温度以下で、かつこの転移温度より１５deg 低い温度以
   上の温度範囲で行う請求項２記載の強誘電性液晶素子の
   製造方法。
3. 【請求項３】一対の透明導電フィルムで強誘電性液晶材
   料を挟着した強誘電性液晶素子において、一対の透明導
   電フィルムのうち少なくとも一方に透明プラスチック板
   を積層したことを特徴とする強誘電性液晶素子。