JPH0527211A - 強誘電液晶素子 - Google Patents

強誘電液晶素子

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Abstract

(57)【要約】 【目的】走査電極群と情報電極群とから構成されたマト
リクス電極をもち、かつ内側の面に配向処理が施された
１対の基板間に強誘電液晶を挟持した強誘電液晶素子の
駆動耐久性を向上させる。 【構成】強誘電液晶素子１の基板の１辺の端部に液晶を
基板間に充填するための注入口５を設け、前記１対の基
板に配向処理の方向６が同一または略同一である１軸配
向処理を施し、該配向処理によって制御される基板平面
と基板付近の液晶分子軸とのなす角、すなわちプレチル
ト角を限定された値とし、前記基板付近の液晶分子を棒
状の分子として模式的に見た時、前記プレチルトによっ
て液晶が立ち上がった方向に対し所定の範囲内に、前記
注入口が位置するように前記１軸配向処理をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子や液晶シ
ャッタなどで用いられる液晶素子に関し、更に詳しく
は、耐久性を改善した強誘電液晶素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、走査電極群と情報電極群とから構
成されたマトリクス電極をもつ１対の基板間に、強誘電
液晶を挟持した強誘電液晶素子（ＦＬＣ）が知られてい
る。この強誘電液晶素子においては、各電極群を電気的
に駆動することにより、走査電極と情報電極の各交差位
置に形成される画素が光を透過（オン）または遮断（オ
フ）する液晶シャッタとして動作する。また、このよう
な液晶素子は光源およびカラーフィルタなどと組み合わ
されることにより映像や文字などを表示するディスプレ
イとして用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者ら
がＦＬＣを用いてディスプレイを作成する検討を行なっ
た結果、以下に示すように耐久性に大きな問題があるこ
とが判明した。
【０００４】すなわち、表示面に所望の描画を行なうた
めに適当な駆動条件で液晶素子の駆動を行ない、比較的
長時間（例えば百数十時間以上）駆動し続けると、液晶
がパネル内で移動し、まず液晶層厚が変化して表示品位
の劣化が起こり、より長時間書き（駆動し）続けるとさ
らに液晶の空隙部ができるなど重大な欠陥が発生してい
た。
【０００５】本発明の目的は、強誘電液晶素子の耐久性
を改善することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によると上記の課
題は、走査電極群と情報電極群とから構成されたマトリ
クス電極をもち、かつ内側の面に配向処理が施された１
対の基板間に強誘電液晶を挟持した強誘電液晶素子にお
いて、該強誘電液晶素子の前記基板の１辺の端部に液晶
を基板間に充填するための注入口を設け、前記１対の基
板の配向処理として方向が同一または略同一である１軸
配向処理を施し、該配向処理によって制御される基板平
面と基板付近の液晶分子軸とのなす角度（プレチルト
角）が限定された値を持ち、前記基板付近の液晶分子を
棒状の分子として模式的に見た時、前記プレチルトによ
って液晶が立ち上がった方向に対し所定の範囲内に、前
記注入口が位置するように前記１軸配向処理をすること
によって達成される。
【０００７】以下実施例および比較例に基づき本発明を
さらに詳しく説明する。
【０００８】
【実施例１〜７および比較例１〜５】下記に示す構成の
パネルを用いて実験を行なった。
【０００９】
【表１】
【００１０】図１は、上記パネルを平面的に見た図を示
す。ラビング角度αを図１のように定義する。図１にお
いて、１は６４０×４００の画素からなる表示領域２を
有するパネル、３は走査電極郡駆動用ドライバ、４は情
報電極郡駆動用ドライバ、５は注入口、６はラビング方
向（プレチルトによる立ち上がり方向）である。図２は
ラビング角度αを９０度として駆動耐久実験を行なった
場合のパネル１の外観模式図、図３は本実験に用いた駆
動波形である。
【００１１】図２に示されるように液晶分子はラビング
によって基板が摩擦された方向（ラビング角度αが９０
度の場合、右方向）に移動し、パネル右側の液晶層厚が
増加し、注入口付近に液晶空隙部７が発生する。この実
験からラビング方向に液晶が移動していることは明らか
である。
【００１３】本発明者らはラビング方向とこれらの欠陥
の発生に着目してさらに実験を進めた。以下にラビング
方向と、欠陥発生までの時間（ｈｒ）を示す。
【００１３】
【表２】
【００１４】表を見て明らかなように、１８０°≦α≦
３６０°の範囲で良好な結果（液晶層厚変化や空隙が発
生するまでの時間が１０００時間以上）が得られてい
る。１８０°〜３６０°の範囲はラビング方向が液晶の
注入口方向に向かっている場合であり、すなわち、注入
口側に液晶が移動していく場合である。
【００１５】以上の現象について注入方法と関連させて
簡単に説明する。液晶セルへの液晶材料注入工程は以下
のとおりである。
【００１６】（１）接着材で貼りあわせた情報電極基板
と走査電極基板を、基板間隙内が充分な真空度になるよ
うに脱気を行なう。本実験では周辺外気を１０-3Ｔｏｒ
ｒにして１時間脱気を行なった。 （２）充分脱気を行なった後、液晶材料を等方相にする
ために、パネル全体を９５℃に昇温する。 （３）液晶を注入口付近に充分な量を供給し、注入口を
液晶でふさぐ。 （４）パネル周辺外気を大気圧に戻すことでパネル内に
液晶を加圧注入する。 （５）パネル内に充分に液晶が行き渡ったら、加熱を止
めて室温に戻し、注入口を接着剤で封止する。
【００１７】これらの注入工程を経て、液晶がセル内に
充填される。強誘電液晶が駆動電圧によって何らかのト
ルクを受けセル内を移動するのは明らかであり、ラビン
グ方向を変化させることでこのトルクを原理的に変える
ことは考えにくい。
【００１８】液晶セル内に、ある圧力を与えた場合、セ
ル厚変化量分布があると考えるのが自然である。つま
り、液晶分子が注入口から離れる方向に移動する場合
は、セル厚が変化しやすいが、注入口に向う方向に移動
する場合にはセル厚が変化しにくく液晶空隙部も生じに
くい。この実験結果から注入口付近の液晶とセル奥の液
晶に注入工程に由来する何らかの充填度の違いが生じて
いると推定される。メカニズムは明確ではないが、注入
口付近とセル奥付近の液晶の粗密分布に存在し、表のよ
うな結果になったと考えられる。
【００１９】ラビング方向とプレチルト角を模式的に表
わしたものが図４である。これらはＸ線回折等により一
般的に知られている事実である。
【００２０】液晶はラビングによる基板が摩擦される方
向に立上る。したがって駆動によって液晶は模式図によ
れば液晶の立上り方向に移動するものである。液晶がプ
レチルトの立上り方向に移動することは後述する実施例
８〜９および比較例６〜７からも推定される。
【００２１】表２に示されるように、ラビング方向を１
８０≦α≦３６０とする（実施例１〜７）ことで比較例
１〜５に比して十分な耐久時間が得られた。比較例１〜
５は、実施例とはラビング角度αが違うのみで他は同じ
であるが、駆動耐久の欠陥発生時間が実施例１〜７に比
して極端に短く問題である。
【００２２】
【実施例８〜９および比較例６〜７】実施例１〜７に対
しパネルの画素数を１００×１００に変更し、配向処理
をポリイミドラビングはなく、ＳｉＯ斜方蒸着を使用し
た他は同等の構成で実験を行った。
【００２３】ＳｉＯ斜方蒸着角度は８０°であり、プレ
チルト角は上下基板で同一方向（平行方向）に設定され
ているものとする。
【００２４】以下の表に実施例と比較例を示す。
【００２５】
【表３】
【００２６】ここにおいてもプレチルトの立上る方向に
注入口が設置されている場合良好な結果が得られた。
【００２７】ここでのαの定義を図１と図４を用いて説
明する。図４のようなプレチルトを持つように斜方蒸着
した場合、円筒状のＳｉ０カラム形成方向とプレチルト
方向は一致するので、図１に示すラビング方向６が「斜
方蒸着方向」に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る液晶パネルを平面的
に見た模式図である。
【図２】 本発明の比較例としてのパネルの駆動耐久実
験後の外観模式図である。
【図３】 本発明の実施例および比較例で用いた駆動波
形図である。
【図４】 ラビング方向とプレチルト角を模式的に表わ
した図である。
【符号の説明】
１：パネル、２：表示領域、３：走査電極郡駆動用ドラ
イバ、４：情報電極郡駆動用ドライバ、５：注入口、
６：ラビング方向。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走査電極群と情報電極群とから構成され
    たマトリクス電極をもつ１対の基板間に強誘電液晶を挟
    持した強誘電液晶素子において、該液晶素子は端部に前
    記基板の或る１辺の側から強誘電液晶を該基板間に充填
    するための注入口を有するとともに、前記１対の基板
    は、互いに同一方向または略同一方向の配向処理が施さ
    れ、かつ配向処理が該基板付近の液晶分子を棒状の分子
    として模式的に見たとき該液晶分子がプレチルトによっ
    て立ち上がった方向が、前記基板の液晶が注入される側
    の辺と平行な軸上またはそれより前記注入口側を向くよ
    うに施されていることを特徴とする強誘電液晶素子。
  2. 【請求項２】 前記配向処理がラビング処理である請求
    項１記載の強誘電液晶素子。
  3. 【請求項３】 前記配向処理が斜方蒸着である請求項１
    記載の強誘電液晶素子。
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