JPH0612385B2 - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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- JPH0612385B2 JPH0612385B2 JP61157916A JP15791686A JPH0612385B2 JP H0612385 B2 JPH0612385 B2 JP H0612385B2 JP 61157916 A JP61157916 A JP 61157916A JP 15791686 A JP15791686 A JP 15791686A JP H0612385 B2 JPH0612385 B2 JP H0612385B2
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133765—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers without a surface treatment
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶素子に関し、特に液晶分子の大きなプレテ
ィルト角制御が可能な液晶表示器もしくは液晶光変調器
に関するものである。
ィルト角制御が可能な液晶表示器もしくは液晶光変調器
に関するものである。
［従来の技術］ 従来、液晶素子において、液晶分子の基板に対する配向
は基本的に垂直配向（ホメオトロピック配向）と水平配
向（ホモジニアス配向）がある。完全な垂直配向と完全
な水平配向をを除くと、一般に液晶分子は基板とある角
度を成し、これをプレティルト角と云っている。また、
この分子ディレクタが基板面へ投影される方向が一定の
方向を持つ一軸配向性が表示器の応用に対して有用であ
る。通常の応用に関しては、このプレティルト角と一軸
配向性の二つの因子を制御している。
は基本的に垂直配向（ホメオトロピック配向）と水平配
向（ホモジニアス配向）がある。完全な垂直配向と完全
な水平配向をを除くと、一般に液晶分子は基板とある角
度を成し、これをプレティルト角と云っている。また、
この分子ディレクタが基板面へ投影される方向が一定の
方向を持つ一軸配向性が表示器の応用に対して有用であ
る。通常の応用に関しては、このプレティルト角と一軸
配向性の二つの因子を制御している。
この一軸配向性を付与するための手段として、一つは表
面のミクロな物理的形状によるものがある。代表的な方
法が斜方蒸着である。斜方蒸着は典型的な材料としてSi
Oを用い、蒸着角度によってホメオトロピック配向から
ホモジニアス配向まで任意のプレティルト角を持つ一軸
配向を得る手段である。
面のミクロな物理的形状によるものがある。代表的な方
法が斜方蒸着である。斜方蒸着は典型的な材料としてSi
Oを用い、蒸着角度によってホメオトロピック配向から
ホモジニアス配向まで任意のプレティルト角を持つ一軸
配向を得る手段である。
また形状による配向としては機械的に一定方向の微細な
溝を形成する機械研磨や、更には周期的な凹凸を有する
グレーティングを写真食刻やレプリカによって得る方法
もある。
溝を形成する機械研磨や、更には周期的な凹凸を有する
グレーティングを写真食刻やレプリカによって得る方法
もある。
これに対して化学的処理では、基板表面に高分子膜を形
成した後、綿布等で一定方向に“こする”ラビング法が
ツイストネマティック(TN)表示で広く実用化されてい
る。この配向法は基本的にはホモジニアス配向を与え
る。一方、基板表面に界面活性剤やシランカップリング
剤を処理するとホメオトロピックな配向を得ることがで
きる。これを一般に垂直配向剤と云っている。
成した後、綿布等で一定方向に“こする”ラビング法が
ツイストネマティック(TN)表示で広く実用化されてい
る。この配向法は基本的にはホモジニアス配向を与え
る。一方、基板表面に界面活性剤やシランカップリング
剤を処理するとホメオトロピックな配向を得ることがで
きる。これを一般に垂直配向剤と云っている。
化学処理とラビングを組合わせたものは生産性が良く実
用性が高いが、５°以下のロープレティルト角か、また
は垂直配向剤を用いたほとんど垂直に近いホメオトロピ
ック配向のいずれかしか得られない。中間のプレティル
ト角を得るためには斜方蒸着が用いられるが、生産性が
悪く、蒸着器具大型の装置を要し、しかも大面積処理に
も適していない。
用性が高いが、５°以下のロープレティルト角か、また
は垂直配向剤を用いたほとんど垂直に近いホメオトロピ
ック配向のいずれかしか得られない。中間のプレティル
ト角を得るためには斜方蒸着が用いられるが、生産性が
悪く、蒸着器具大型の装置を要し、しかも大面積処理に
も適していない。
又、従来同一基板面に二種の相異なる配向能を有する領
域を設けた表示器として、垂直配向させた表示部背景に
対して、セグメントパターンを水平配向させた正の誘電
異方性液晶を持つゲストホスト液晶表示が知られてい
る。しかし、このゲストホスト液晶表示は異なる配向が
視認できる領域として用いられ、有意なパターンを形成
するものである。
域を設けた表示器として、垂直配向させた表示部背景に
対して、セグメントパターンを水平配向させた正の誘電
異方性液晶を持つゲストホスト液晶表示が知られてい
る。しかし、このゲストホスト液晶表示は異なる配向が
視認できる領域として用いられ、有意なパターンを形成
するものである。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、上述の如き欠点を解消して、液晶分子
のプレティルト角制御が可能な液晶素子を提供するもの
である。
のプレティルト角制御が可能な液晶素子を提供するもの
である。
さらに本発明の目的は高生産性と同時に高信頼性を有す
るプレティルト角制御が可能な液晶素子を提供するもの
である。又本発明は比較的大きなプレティルト角を利用
した表示器に好適に用いられることを目的としている。
即ち高時分割駆動のツイストネマティック(TN)表示、ス
ーパーツイスト複屈折効果(SBE)や強誘電性液晶を用い
ることを目的とする。
るプレティルト角制御が可能な液晶素子を提供するもの
である。又本発明は比較的大きなプレティルト角を利用
した表示器に好適に用いられることを目的としている。
即ち高時分割駆動のツイストネマティック(TN)表示、ス
ーパーツイスト複屈折効果(SBE)や強誘電性液晶を用い
ることを目的とする。
又本発明は大面積処理に適し、上記利用の大面積表示を
得ることを目的とする。
得ることを目的とする。
又更に本発明はラビングを用いない簡易な配向処理を施
された液晶素子を提供することを目的こしている。
された液晶素子を提供することを目的こしている。
［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明は、透明電極を形成した二枚の基板間に液
晶を挟持してなる液晶素子において、前記基板の表面に
接する液晶分子が制御されたプレチルト角を生じる様
に、少なくとも一方の基板の表面がホモジニアス配向領
域とホメオトロピック配向領域とを有し、該ホモジニア
ス配向領域とホメオトロピック配向領域との一方を微小
分散領域として形成し、かつ該微小分散領域の形状を同
一方向の軸に対して対称形状となる一軸対称パターンと
したことを特徴とする液晶素子である。
晶を挟持してなる液晶素子において、前記基板の表面に
接する液晶分子が制御されたプレチルト角を生じる様
に、少なくとも一方の基板の表面がホモジニアス配向領
域とホメオトロピック配向領域とを有し、該ホモジニア
ス配向領域とホメオトロピック配向領域との一方を微小
分散領域として形成し、かつ該微小分散領域の形状を同
一方向の軸に対して対称形状となる一軸対称パターンと
したことを特徴とする液晶素子である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係わる液晶素子は、二種の相異なる液晶配向能
を有する微小分散領域（以下、微小領域と称す）を同一
基板面に分散形成してなるもので、該微小領域の少なく
とも一方は一軸対称パターンとなし、該パターンの軸方
向が同一方向であることを特徴とするものである。
を有する微小分散領域（以下、微小領域と称す）を同一
基板面に分散形成してなるもので、該微小領域の少なく
とも一方は一軸対称パターンとなし、該パターンの軸方
向が同一方向であることを特徴とするものである。
本発明において、二種の相異なる液晶配向能は典型的に
は、一方がホメオトロピック配向であり、他方がホモジ
ニアス配向を持つものが挙げられるが、０°〜９０°の
範囲の任意のプレティルト角を持つ配向能を示す材料を
任意に選ぶことができる。
は、一方がホメオトロピック配向であり、他方がホモジ
ニアス配向を持つものが挙げられるが、０°〜９０°の
範囲の任意のプレティルト角を持つ配向能を示す材料を
任意に選ぶことができる。
本発明で用いる微小領域はその配向処理によりドメイン
を形成しない範囲であれば良く、好適な例としては相異
なる配向能を示すパターンの一方の最大線巾がセルギャ
ップを越えない範囲で分散配置したものが用いられる。
但しこの最大線巾は、選択した配向処理間の配向能力の
差異が大きいか小さいかに依存する。差異が小さいもで
は、この線巾は大きくとることができ、逆にほぼ完全に
ホメオトロピックとホモジニアスの配向材同志の組合せ
では、両者の領域は細分化されることを要する。
を形成しない範囲であれば良く、好適な例としては相異
なる配向能を示すパターンの一方の最大線巾がセルギャ
ップを越えない範囲で分散配置したものが用いられる。
但しこの最大線巾は、選択した配向処理間の配向能力の
差異が大きいか小さいかに依存する。差異が小さいもで
は、この線巾は大きくとることができ、逆にほぼ完全に
ホメオトロピックとホモジニアスの配向材同志の組合せ
では、両者の領域は細分化されることを要する。
本発明においては、この相異なる配向能の微小領域の形
状としては、少なくとも一方の配向能の微小領域のパタ
ーンを一軸対称性とし、この対称軸を同一方向に揃えて
配置したことを特徴とするものである。
状としては、少なくとも一方の配向能の微小領域のパタ
ーンを一軸対称性とし、この対称軸を同一方向に揃えて
配置したことを特徴とするものである。
本発明においては、軸方向を揃えることにより、液晶の
一軸配向性を出すことを特徴としている。従って、微小
領域の形状は比較的単純な形状で、しかも設計、製造し
やすい形状が好適に用いられる。例えば、一方の配向能
を持つ層を下地として、この表示にあらかじめ所定の形
状に設計したパターンを他の配向能の材料で被膜形成す
るものである。
一軸配向性を出すことを特徴としている。従って、微小
領域の形状は比較的単純な形状で、しかも設計、製造し
やすい形状が好適に用いられる。例えば、一方の配向能
を持つ層を下地として、この表示にあらかじめ所定の形
状に設計したパターンを他の配向能の材料で被膜形成す
るものである。
この形状として大きさは前記した通り、一方の配向能に
対して他方の配向能領域が明確なドメイン形成をしない
大きさとして、通常のTN表示のセル厚では、円形の領域
として10μｍ程度、好ましくは６μｍ程度が上限とな
る。
対して他方の配向能領域が明確なドメイン形成をしない
大きさとして、通常のTN表示のセル厚では、円形の領域
として10μｍ程度、好ましくは６μｍ程度が上限とな
る。
一方下限値は特に無く、むしろ加工上、生産上管理可能
な数値範囲であれば良く、0.1μｍ程度までが有効に用
いられる。細線状や網目状のパターンで構成する時も各
々の最大線巾が６〜10μｍを越えないことが望ましい。
な数値範囲であれば良く、0.1μｍ程度までが有効に用
いられる。細線状や網目状のパターンで構成する時も各
々の最大線巾が６〜10μｍを越えないことが望ましい。
相異なる配向能の例としては、水平配向処理には高分子
膜が用いられ、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリビニルアルコール等がある。一方、垂直配向
処理としてはフッ化炭素鎖を有する界面活性剤（ダイキ
ン FS 150）やフッ化炭素鎖を有するケイ素酸エステル
（ダイキン FS 116）、４級アンモニウム塩界面活性剤
(DMOAP)、レシチン、ヘキサデシルアミン等がある。こ
の他表面状態や使用する液晶によって、水平、垂直のい
ずれかの配向をとるものに無機被膜、例えばSiO2，Ti
O2，Zr2O3，In2O3、チッ化シリコン等がある。又金属被
膜もこの部類に近い材料として使用できる。
膜が用いられ、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリエ
ステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリビニルアルコール等がある。一方、垂直配向
処理としてはフッ化炭素鎖を有する界面活性剤（ダイキ
ン FS 150）やフッ化炭素鎖を有するケイ素酸エステル
（ダイキン FS 116）、４級アンモニウム塩界面活性剤
(DMOAP)、レシチン、ヘキサデシルアミン等がある。こ
の他表面状態や使用する液晶によって、水平、垂直のい
ずれかの配向をとるものに無機被膜、例えばSiO2，Ti
O2，Zr2O3，In2O3、チッ化シリコン等がある。又金属被
膜もこの部類に近い材料として使用できる。
次に、本発明において用いられる配向処理形成方法の一
例を示す。
例を示す。
通常の光変調器、表示器に使用する目的では透明基板が
使用される。特に透明ガラス、透明プラスチックスを基
板とし、電気光学的変調を行う目的で透明電極の形成さ
れた基板が使用できる。該基板の透明電極の下地側にア
ルカリイオンの溶出を防止する目的のアンダーコートや
電極上の保護を目的としたオーバーコートを必要に応じ
て設けることができる。これはSiO2やAl2O3その他の通
常用いられる透明絶縁材が使用できる。
使用される。特に透明ガラス、透明プラスチックスを基
板とし、電気光学的変調を行う目的で透明電極の形成さ
れた基板が使用できる。該基板の透明電極の下地側にア
ルカリイオンの溶出を防止する目的のアンダーコートや
電極上の保護を目的としたオーバーコートを必要に応じ
て設けることができる。これはSiO2やAl2O3その他の通
常用いられる透明絶縁材が使用できる。
本発明に用いる最も典型的構成では、上記のような基板
表面にホモジニアスな配向を示す高分子フィルムを形成
し、次にこの表面に垂直配向剤を所定形状にて印刷やフ
ォトリソグラフィー等のパターン形成手段によって得る
ものが挙げられる。
表面にホモジニアスな配向を示す高分子フィルムを形成
し、次にこの表面に垂直配向剤を所定形状にて印刷やフ
ォトリソグラフィー等のパターン形成手段によって得る
ものが挙げられる。
第１図はこの構成を示す本発明における基板の断面を示
す模式図である。11はガラス、プラスチック等の基板、
12は例えばSiO2のアンダーコートである。これは必要に
応じて設ければよい。次に13は透明電極で光変調や表示
を行う時に設ける。図中では設けていないが更にこの上
に保護等の目的で絶縁膜を形成しても良い。前記の11〜
13は表示等で良く用いられる電極基板である。14は第１
の配向を示す層、すなわち本発明による一方の配向能を
示す配向膜でポリイミドやポリビニルアルコール等の高
分子フィルムである。この被膜の形成はスピナーコー
ト、スプレー、ディップ、ロールコート、印刷等の手段
が使える。15は第２の配向を示す層、すなわち他の配向
能を示す材料で、一例としては印刷によって形成した垂
直配向剤で、前記FS150やFS116、DMOAP等が使用でき
る。
す模式図である。11はガラス、プラスチック等の基板、
12は例えばSiO2のアンダーコートである。これは必要に
応じて設ければよい。次に13は透明電極で光変調や表示
を行う時に設ける。図中では設けていないが更にこの上
に保護等の目的で絶縁膜を形成しても良い。前記の11〜
13は表示等で良く用いられる電極基板である。14は第１
の配向を示す層、すなわち本発明による一方の配向能を
示す配向膜でポリイミドやポリビニルアルコール等の高
分子フィルムである。この被膜の形成はスピナーコー
ト、スプレー、ディップ、ロールコート、印刷等の手段
が使える。15は第２の配向を示す層、すなわち他の配向
能を示す材料で、一例としては印刷によって形成した垂
直配向剤で、前記FS150やFS116、DMOAP等が使用でき
る。
第２図はこの配向処理面の部分平面図で、流線形状の垂
直配向能を有する第２の配向を示す領域15′と水平配向
能を有する第１の配向を示す領域14′を示す。第２図の
流線形状の有する一軸対称軸は図中ｘ方向に揃ってい
る。第２の配向を示す領域15′の形状は周囲と識別でき
るドメインを形成しない大きさであることを要するが、
本発明は一定の大きさ以下で、その大きさと分布密度を
適宜選択することによりプレティルト角を決定できる。
直配向能を有する第２の配向を示す領域15′と水平配向
能を有する第１の配向を示す領域14′を示す。第２図の
流線形状の有する一軸対称軸は図中ｘ方向に揃ってい
る。第２の配向を示す領域15′の形状は周囲と識別でき
るドメインを形成しない大きさであることを要するが、
本発明は一定の大きさ以下で、その大きさと分布密度を
適宜選択することによりプレティルト角を決定できる。
一軸対称性のパターンとしては特に限定されることは無
いが、例えば、第３図(a),(b),(c)に示す如く、対称軸
方向の一方で面積が広くなった比較的単純な形で設計の
容易なパターンを用いるのが好ましい。前述における独
立ドメインを形成する大きさとしては、図中の巾ω1，
ω2，ω3で示される微小領域の巾がセル厚に比して小さ
いことが要求され、一方l1，l2，l3で示される微小領域
の長さは比較的大きな数値が許容される。
いが、例えば、第３図(a),(b),(c)に示す如く、対称軸
方向の一方で面積が広くなった比較的単純な形で設計の
容易なパターンを用いるのが好ましい。前述における独
立ドメインを形成する大きさとしては、図中の巾ω1，
ω2，ω3で示される微小領域の巾がセル厚に比して小さ
いことが要求され、一方l1，l2，l3で示される微小領域
の長さは比較的大きな数値が許容される。
第４図(a)は、本発明に係わる液晶素子の配向状態の一
例を示す説明図である。第１の配向を示す層14は基板上
に形成されたホモジニアス配向能表面で、この一部を覆
うホメオトロピック配向領域を第２の配向を示す層15で
示す。この時の平面形状を示す拡大平面図を第４図(b)
に示す。16は液晶分子で、その液晶分子の主軸方向がど
ちらに向いているかを示す。界面領域ａではミクロな配
向は、配向能の異なる微小領域によって支配されるが、
この液晶がセルとして光学的挙動を呈するのはｂのバル
ク領域である。この領域はセルギャップｄが第２の配向
を示す層15のドメイン形成可能な面積に比較して充分に
大きい時、界面での配向能の差異はバルク領域内で分解
しなくなる。分解はしなくなるが、バルク領域での分子
の方向は各界面領域での異なるプレティルト角をもつも
のが、あたかも平均化され、界面が第１の配向を示す層
14の配向能と第２の配向を示す層15の配向能の平均プレ
ティルト角を持つような挙動を示す。第４図(b)の軸方
向ｘに面積の広がりを持つ第２の配向を示す層15のパタ
ーンでは、液晶分子16は図中のθに示すようなプレティ
ルト角を持つ。この軸方向を揃えることで一軸性が保た
れることとなる。この一軸性付与が従来で言えばラビン
グや斜方蒸着の蒸着方向によるものに相当するが、本発
明ではパターン形成のみによって達成できる特徴があ
る。
例を示す説明図である。第１の配向を示す層14は基板上
に形成されたホモジニアス配向能表面で、この一部を覆
うホメオトロピック配向領域を第２の配向を示す層15で
示す。この時の平面形状を示す拡大平面図を第４図(b)
に示す。16は液晶分子で、その液晶分子の主軸方向がど
ちらに向いているかを示す。界面領域ａではミクロな配
向は、配向能の異なる微小領域によって支配されるが、
この液晶がセルとして光学的挙動を呈するのはｂのバル
ク領域である。この領域はセルギャップｄが第２の配向
を示す層15のドメイン形成可能な面積に比較して充分に
大きい時、界面での配向能の差異はバルク領域内で分解
しなくなる。分解はしなくなるが、バルク領域での分子
の方向は各界面領域での異なるプレティルト角をもつも
のが、あたかも平均化され、界面が第１の配向を示す層
14の配向能と第２の配向を示す層15の配向能の平均プレ
ティルト角を持つような挙動を示す。第４図(b)の軸方
向ｘに面積の広がりを持つ第２の配向を示す層15のパタ
ーンでは、液晶分子16は図中のθに示すようなプレティ
ルト角を持つ。この軸方向を揃えることで一軸性が保た
れることとなる。この一軸性付与が従来で言えばラビン
グや斜方蒸着の蒸着方向によるものに相当するが、本発
明ではパターン形成のみによって達成できる特徴があ
る。
以上説明した例では、ホモジニアス配向能を示す下地に
ホメオトロピックな配向能の微小領域を設けたが、プレ
ティルト角の異なる二種のホモジニアス配向同志をや、
ホメオトロピック同志、又は下地にホメオトロピック配
向を行って、その上にホモジニアス配向を行うもの、又
あらかじめ両者を区分した領域で形成してもよい。
ホメオトロピックな配向能の微小領域を設けたが、プレ
ティルト角の異なる二種のホモジニアス配向同志をや、
ホメオトロピック同志、又は下地にホメオトロピック配
向を行って、その上にホモジニアス配向を行うもの、又
あらかじめ両者を区分した領域で形成してもよい。
更に本発明においては、二種以上の配向能の組合せを行
うことも可能で、例えば配向剤として特に用いられない
材料を一部介在させることも可能である。例えば部分的
に使用される金属材料や絶縁材料、半導体材料、着色材
料等が微小領域として分散配置されてなるものであって
もよい。
うことも可能で、例えば配向剤として特に用いられない
材料を一部介在させることも可能である。例えば部分的
に使用される金属材料や絶縁材料、半導体材料、着色材
料等が微小領域として分散配置されてなるものであって
もよい。
本発明において、この様な配向処理が適用できる液晶動
作モードとしては、ツイステッドネマティックセル（TN
セル）、ツイストのある又はツイストの無いゲストホス
トセル等があるが、特に大きなチルト角を必要とするス
ーパーツイスト複屈折効果を用いたセルや強誘電性液晶
に用いると有効である。
作モードとしては、ツイステッドネマティックセル（TN
セル）、ツイストのある又はツイストの無いゲストホス
トセル等があるが、特に大きなチルト角を必要とするス
ーパーツイスト複屈折効果を用いたセルや強誘電性液晶
に用いると有効である。
［作用］ 本発明の液晶素子は、少なくとも一方の基板が同一基板
面に二種の相異なる液晶配向能を有する微小領域を分散
して形成され、かつ少なくとも一方の前記微小領域の形
状が軸方向が同一方向の一軸対称パターンからなる２枚
の基板間に液晶を挟持した構成からなるので、液晶分子
の配向は基板面の界面領域では二種の相異なる液晶配向
能により支配されるが、中間部のバルク領域においては
液晶分子の配向は、前記の相異なる微小領域の支配によ
る互に異なるプレティルト角が平均化され、各微小領域
の均衝の保たれたプレティルト角を示し、一軸性が保持
されるものと推定される。
面に二種の相異なる液晶配向能を有する微小領域を分散
して形成され、かつ少なくとも一方の前記微小領域の形
状が軸方向が同一方向の一軸対称パターンからなる２枚
の基板間に液晶を挟持した構成からなるので、液晶分子
の配向は基板面の界面領域では二種の相異なる液晶配向
能により支配されるが、中間部のバルク領域においては
液晶分子の配向は、前記の相異なる微小領域の支配によ
る互に異なるプレティルト角が平均化され、各微小領域
の均衝の保たれたプレティルト角を示し、一軸性が保持
されるものと推定される。
［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１ たて300mm、よこ300mm、厚さ1.1mmの青板ガラス面にSiO
2被膜を1000Å、In2O3を主成分とする透明導電膜300〜5
00Å、この上に第１の領域としてポリイミド膜300〜800
Åが順次積層された基板上に、第２の領域としてフレキ
ソ印刷を用いてオクタデシルエトキシシラン0.5wt％イ
ソプロピルアルコール溶液を第３図(a)に示す形状で、l
1＝３μｍ、ω1＝１．０μｍ、ポリイミド膜に対する面
積比30％の設計値にて印刷した。印刷後、100℃で１時
間加熱して一軸対称パターンを形成した基板を得た。
2被膜を1000Å、In2O3を主成分とする透明導電膜300〜5
00Å、この上に第１の領域としてポリイミド膜300〜800
Åが順次積層された基板上に、第２の領域としてフレキ
ソ印刷を用いてオクタデシルエトキシシラン0.5wt％イ
ソプロピルアルコール溶液を第３図(a)に示す形状で、l
1＝３μｍ、ω1＝１．０μｍ、ポリイミド膜に対する面
積比30％の設計値にて印刷した。印刷後、100℃で１時
間加熱して一軸対称パターンを形成した基板を得た。
該基板を二枚用いて、セルギャップ８μｍの液晶セルを
作成し、ホフマン・ラ・ロッシュ製、液晶剤ROTN 403を
注入した。該セルを磁界電位法によってプレティルト角
の測定を行ったところ約15°の一軸配向セルが得られ
た。
作成し、ホフマン・ラ・ロッシュ製、液晶剤ROTN 403を
注入した。該セルを磁界電位法によってプレティルト角
の測定を行ったところ約15°の一軸配向セルが得られ
た。
実施例２ 実施例１と同様のポリイミド形成基板面にフォトレジス
トAZ-1350J（シュプレー社製）又はOFPR-77（東京応化
製）等のポジタイプレジストをスピン塗布し、80℃で10
分間加熱してから、第３図(b)に示す形状で、l2＝５μ
ｍ、ｌ＝1.5μｍ、ポリイミド膜に対する面積比25％の
設計値を持つマスクパターンにて露光し、焼付け、所定
の現像液にて現像、乾燥し、この表面をFS-116,0.5wt％
ダイフロン溶液で浸漬塗布し、100℃で20分間乾燥し
た。
トAZ-1350J（シュプレー社製）又はOFPR-77（東京応化
製）等のポジタイプレジストをスピン塗布し、80℃で10
分間加熱してから、第３図(b)に示す形状で、l2＝５μ
ｍ、ｌ＝1.5μｍ、ポリイミド膜に対する面積比25％の
設計値を持つマスクパターンにて露光し、焼付け、所定
の現像液にて現像、乾燥し、この表面をFS-116,0.5wt％
ダイフロン溶液で浸漬塗布し、100℃で20分間乾燥し
た。
この後残されたフォトレジスト部をFS-116と共にアセト
ン、MEK等を用いて溶解除去し、更に150〜200℃で１時
間加熱し、焼付けて一軸対称パターンを有する基板を得
た。この基板を用いて実施例１と同様のセルを作製した
ところ、プレティルト角12°の一軸配向セルが得られ
た。
ン、MEK等を用いて溶解除去し、更に150〜200℃で１時
間加熱し、焼付けて一軸対称パターンを有する基板を得
た。この基板を用いて実施例１と同様のセルを作製した
ところ、プレティルト角12°の一軸配向セルが得られ
た。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の液晶素子は二種の相異な
る配向能を有する微小領域を一軸対称性形状となし、対
称軸を一定方向として基板面に形成した構成からなるの
で、次のような効果がある。
る配向能を有する微小領域を一軸対称性形状となし、対
称軸を一定方向として基板面に形成した構成からなるの
で、次のような効果がある。
使用する二種の相異なる配向能を有する微小領域のパタ
ーン形状のみによってラビングを用いない簡便な一軸配
向処理が得られる。これは斜方蒸着に比較して、装置が
簡単で高速処理が可能で、大面積が容易に得られる。
ーン形状のみによってラビングを用いない簡便な一軸配
向処理が得られる。これは斜方蒸着に比較して、装置が
簡単で高速処理が可能で、大面積が容易に得られる。
又より大きな効果はこのように高速簡便な配向処理であ
りながら、ラビングを要しないためラビング時の粉塵の
付着や、機械的接触が無く、精密化する液晶セルにとっ
て特に有効となる。即ち、微小なゴミの混入を嫌う５μ
ｍ以下のセルギャップを有する強誘電性液晶セル等で有
利となる。
りながら、ラビングを要しないためラビング時の粉塵の
付着や、機械的接触が無く、精密化する液晶セルにとっ
て特に有効となる。即ち、微小なゴミの混入を嫌う５μ
ｍ以下のセルギャップを有する強誘電性液晶セル等で有
利となる。
又機械的ラビングが無いことは多数の薄膜トランジスタ
を設けたTFTセル等での欠陥発生プロセスを回避し、歩
留り向上に効果がある。
を設けたTFTセル等での欠陥発生プロセスを回避し、歩
留り向上に効果がある。
又形状設計のみによって一軸配向性が得られ、これはラ
ビングや斜め蒸着と比較して、外乱に対して強く、特に
配向処理後のアルコール洗浄等が強く行える効果を持
つ。又パターン形状には形状のミクロな形態には影響を
受け難く、形状及び分布に対して通常のパターン形成と
比較して長度が大きい。
ビングや斜め蒸着と比較して、外乱に対して強く、特に
配向処理後のアルコール洗浄等が強く行える効果を持
つ。又パターン形状には形状のミクロな形態には影響を
受け難く、形状及び分布に対して通常のパターン形成と
比較して長度が大きい。
このように設計、製造が容易なため、応用分野として、
TN,SBE、強誘電性液晶、ゲストホストセル、TFT液晶セ
ル又その他の光変調器等への容易に活用できる。
TN,SBE、強誘電性液晶、ゲストホストセル、TFT液晶セ
ル又その他の光変調器等への容易に活用できる。
第１図は本発明における基板の断面を示す模式図、第２
図は基板の配向処理面の部分平面図、第３図(a),(b),
(c)は一軸対称性を持つ配向パターンの形状例を示す説
明図および第４図(a),(b)は本発明に係わる液晶素子の
配向状態の一例を示す説明図である。 11……基板 12……アンダーコート 13……透明電極 14……第１の配向を示す層 14′……第１の配向を示す領域 15……第２の配向を示す層 15′……第２の配向を示す領域 16，16′，16″……液晶分子 ａ……界面領域 ｂ……バルク領域 l1，l2，l3……微小領域の長さ ω1，ω2，ω3……微小領域の巾 ｄ……セルギャップ
図は基板の配向処理面の部分平面図、第３図(a),(b),
(c)は一軸対称性を持つ配向パターンの形状例を示す説
明図および第４図(a),(b)は本発明に係わる液晶素子の
配向状態の一例を示す説明図である。 11……基板 12……アンダーコート 13……透明電極 14……第１の配向を示す層 14′……第１の配向を示す領域 15……第２の配向を示す層 15′……第２の配向を示す領域 16，16′，16″……液晶分子 ａ……界面領域 ｂ……バルク領域 l1，l2，l3……微小領域の長さ ω1，ω2，ω3……微小領域の巾 ｄ……セルギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅沢 知幸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−5754（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】透明電極を形成した二枚の基板間に液晶を
挟持してなる液晶素子において、前記基板の表面に接す
る液晶分子が制御されたプレチルト角を生じる様に、少
なくとも一方の基板の表面がホモジニアス配向領域とホ
メオトロピック配向領域とを有し、該ホモジニアス配向
領域とホメオトロピック配向領域との一方を微小分散領
域として形成し、かつ該微小分散領域の形状を同一方向
の軸に対して対称形状となる一軸対称パターンとしたこ
とを特徴とする液晶素子。 - 【請求項２】前記微小分散領域がホメオトロピック配向
領域によって形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の液晶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61157916A JPH0612385B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61157916A JPH0612385B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6314124A JPS6314124A (ja) | 1988-01-21 |
| JPH0612385B2 true JPH0612385B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=15660258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61157916A Expired - Lifetime JPH0612385B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612385B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0616140B2 (ja) * | 1986-08-04 | 1994-03-02 | キヤノン株式会社 | 液晶光変調器 |
| US5644415A (en) * | 1993-12-20 | 1997-07-01 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal display device having wide field angle |
| KR102570164B1 (ko) * | 2016-09-19 | 2023-08-25 | 엘지전자 주식회사 | 공항 로봇 및 그와 연결되는 서버의 동작 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545754A (en) * | 1977-06-15 | 1979-01-17 | Toshiba Corp | Twist nematic type liquid crystal display device |
-
1986
- 1986-07-07 JP JP61157916A patent/JPH0612385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6314124A (ja) | 1988-01-21 |
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