JPH06289407A - Production of bistable liquid crystal display device - Google Patents
Production of bistable liquid crystal display deviceInfo
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- JPH06289407A JPH06289407A JP7817893A JP7817893A JPH06289407A JP H06289407 A JPH06289407 A JP H06289407A JP 7817893 A JP7817893 A JP 7817893A JP 7817893 A JP7817893 A JP 7817893A JP H06289407 A JPH06289407 A JP H06289407A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、双安定性液晶表示装置
の製造方法に関し、より詳細には、ネマチック液晶を双
安定スイッチングさせることができる双安定性液晶表示
装置の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a bistable liquid crystal display device, and more particularly to a method for manufacturing a bistable liquid crystal display device capable of bistable switching of a nematic liquid crystal. .
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】これま
でに、液晶を用いた表示方式には、液晶に対して印加さ
れた電気信号を光情報に変換する方式によりDS(dyna
mic scattering) 方式、TN(twistednematic)方式、
ECB(electrically controlled birefringence)方
式、PC(phase change)方式、記憶形方式、GH(gu
est-host)方式、SSF(surfacestabirized felo-ele
ctric)方式等が考えられている。2. Description of the Related Art Up to now, a display system using a liquid crystal has been known as a DS (dynasty) method by converting an electric signal applied to the liquid crystal into optical information.
mic scattering) method, TN (twisted nematic) method,
ECB (electrically controlled birefringence) system, PC (phase change) system, memory system, GH (gu
est-host) method, SSF (surfacestabirized felo-ele)
ctric) method is considered.
【0003】その中で現在、時計、電卓、ワープロ、パ
ソコン、テレビ等の商品において表示素子として用いら
れている方式は、主にネマチック液晶を用いたTN方式
とその改良型のSTN方式である。しかし、TN方式や
STN方式は、その動作原理が液晶分子の誘導異方性を
利用する電界効果型であるために、応答速度がmsecのオ
ーダでしかなく、より高速な応答速度が求められるCA
D端末等に用いるのには、現状のネマチック液晶との組
み合わせでは応答速度が不十分である。また、その電気
光学効果が、液晶分子のねじれのあるホモジニアスな配
向状態と液晶分子の基板面に対し起きあがった状態の2
つの状態間のスイッチングに起因するために、液晶分子
のねじれの方向に対する視角依存性が原理上回避できな
い。Among them, the systems currently used as display devices in products such as watches, calculators, word processors, personal computers, and televisions are mainly the TN system using nematic liquid crystal and its improved STN system. However, since the operating principle of the TN method and the STN method is a field effect type utilizing the induced anisotropy of liquid crystal molecules, the response speed is only on the order of msec, and a higher response speed is required.
For use as a D terminal or the like, the response speed is insufficient when combined with the current nematic liquid crystal. In addition, the electro-optical effect is generated in a twisted and homogeneous alignment state of liquid crystal molecules and in a state where the electro-optical effect occurs on the substrate surface of the liquid crystal molecules.
In principle, the viewing angle dependence on the twist direction of the liquid crystal molecules cannot be avoided because of the switching between the two states.
【0004】これらに対して、高速な応答速度を有する
液晶素子として、クラーク(N. A.Clark)とラガバル(L
agerwall)によって提唱されている表面安定化強誘電性
液晶素子(Surface Stabilized Felo-electric Liquid
Crystal Display, SSFLCD)(Appl. Phy. Lett.,
36, 899 (1980);特開昭56-107216号公報;米国特許第
4366924号)がある。In response to these, as a liquid crystal element having a high response speed, Clark (NAClark) and Lagabal (L)
a surface-stabilized ferroelectric liquid crystal device (Surface Stabilized Felo-electric Liquid)
Crystal Display, SSFLCD) (Appl. Phy. Lett.,
36, 899 (1980); JP-A-56-107216; US Patent No.
4366924).
【0005】SSFLCDは、スメクチック液晶の持つ
自発分極の極性と電界の極性の電気的な相互作用を利用
して液晶分子の運動し得るコーン上でスイッチングを行
う素子であるために、ネマチック液晶に比べて極めて高
速なスイッチングが可能であり、かつ視角依存がないと
いう利点を有している。しかしながらその反面、スメク
チック液晶が層構造をとるために配向制御が難しく、衝
撃等によって一度壊れた配向が回復しにくい等の問題点
が残されている。The SSFLCD is an element that performs switching on a cone in which liquid crystal molecules can move by utilizing an electrical interaction between the polarity of spontaneous polarization and the polarity of an electric field that the smectic liquid crystal has, and therefore, is different from the nematic liquid crystal. It has the advantages that extremely high-speed switching is possible and that it does not depend on the viewing angle. However, on the other hand, since smectic liquid crystals have a layered structure, it is difficult to control the alignment, and it is difficult to recover the alignment once broken due to impact or the like.
【0006】また、以上の方法に対し、ジョルジュ.デ
ュランによって、電極が形成された二つの透明基板から
なり、その基板の間にネマチック液晶が注入されている
双安定性液晶光学素子(国際公開番号WO 92/00546号)が
提唱されている。ジョルジュ.デュランは、ネマチック
液晶を用いた双安定性液晶表示素子を2種類提唱してい
る。In addition to the above method, Georges. Duran proposes a bistable liquid crystal optical element (International Publication No. WO 92/00546) which is composed of two transparent substrates on which electrodes are formed and nematic liquid crystals are injected between the substrates. Georges. Duran has proposed two types of bistable liquid crystal display devices using nematic liquid crystals.
【0007】1つは、カイラルイオンを駆動トルクに用
いるものであり(国際公開番号WO 91/11747号)、右巻き
及び左巻き両方のカイラルイオンを液晶に混合し、電圧
によってイオン分布に片寄りをつくりだし、これを駆動
トルクとするものである。この方式は、SSFLCDと
同様に、パルス電界の印加によって基板面に平行に液晶
分子をスイッチングさせることが可能である。しかしな
がら、この方式は不純物であるイオンを駆動トルクに用
いるため、信頼性の面で本質的に大きな問題がある。One is to use a chiral ion for driving torque (International Publication No. WO 91/11747), in which both right-handed and left-handed chiral ions are mixed in a liquid crystal and a bias is applied to the ion distribution by a voltage. This is used as the driving torque. In this system, liquid crystal molecules can be switched in parallel to the substrate surface by applying a pulsed electric field, as in the SSFLCD. However, since this method uses impurities as ions for the driving torque, there is an inherently large problem in terms of reliability.
【0008】いま1つは、フレクソ分極をトルクに用い
るものであり、これは、配向膜としてSiO斜め蒸着膜
を用い、膜条件を選択することによって、ネマチック液
晶が2つの方向に安定配向を示すことを利用するもので
ある。この方式は、配向歪によるフレクソ分極を駆動ト
ルクとするため、不純物等の問題も生じず、高い信頼性
が見込まれる。また、この方式もSSFLCDと同様
に、パルス電界の印加によって基板面に平行に液晶分子
をスイッチングさせることが可能であり、その応答速度
は100μsec 程度で、液晶分子が基板面に平行にスイ
ッチングするために視角依存性もない。更に、ネマチッ
ク液晶を用いるため、SSFLCDにおいて問題となっ
ている配向制御の問題もなく、動作温度範囲も十分広く
とることができる。The other one uses flexo-polarization for torque, in which a nematic liquid crystal shows a stable orientation in two directions by using a SiO oblique deposition film as an orientation film and selecting film conditions. This is what you use. In this method, flexo-polarization due to orientation distortion is used as a driving torque, and therefore problems such as impurities do not occur and high reliability is expected. Also in this method, like SSFLCD, liquid crystal molecules can be switched in parallel to the substrate surface by applying a pulsed electric field, and the response speed is about 100 μsec, and liquid crystal molecules switch in parallel to the substrate surface. There is no visual angle dependency. Further, since the nematic liquid crystal is used, there is no problem of alignment control, which is a problem in SSFLCD, and the operating temperature range can be made sufficiently wide.
【0009】ジョルジュ.デュランによって報告されて
いる(91年、SID予稿集 PP606〜607, Appl. Phys.
Lett. 60(9), 2 March 1992 pp1085〜1086)ネマチック
双安定性液晶表示素子の構成は、図1に示されるような
ものである。図1中、1は基板(ガラス基板)、2はネ
マチック液晶層、3は電極(透明電極)、4は配向膜
(SiO配向膜)、5はスペーサーである。Georges. Reported by Duran (1991, SID Proceedings PP606-607, Appl. Phys.
Lett. 60 (9), 2 March 1992 pp1085-1086) The structure of the nematic bistable liquid crystal display device is as shown in FIG. In FIG. 1, 1 is a substrate (glass substrate), 2 is a nematic liquid crystal layer, 3 is an electrode (transparent electrode), 4 is an alignment film (SiO alignment film), and 5 is a spacer.
【0010】また、91年、SID予稿集には、ネマチ
ック双安定性液晶表示素子の詳細として以下のことが報
告されている。まず、SiO配向膜の蒸着角が基板放線
より74°、SiO配向膜の膜厚が30オングストロー
ムであり、スペーサーの直径は1〜3μm程度である。
ジョルジュ.デュランの報告によれば、このような条件
で、液晶分子の配向方向は図5に示すようになり、Si
O蒸着方向と垂直かつ基板面に平行な方向Cの配向が安
定となる。しかしながら、界面のアンカリングエネルギ
ーが弱いため、カイラル剤の添加によってツイストパワ
ーを加えると基板面からθ°ティルトして、また、その
基板面に投影した方向が、SiO蒸着方向からα°及び
−α°傾いた方向A及びBの配向が発現する。Further, in 1991, the following was reported as a detail of the nematic bistable liquid crystal display device in the SID Proceedings. First, the vapor deposition angle of the SiO alignment film is 74 ° from the substrate radiation, the film thickness of the SiO alignment film is 30 Å, and the diameter of the spacer is about 1 to 3 μm.
Georges. According to Duran's report, under such conditions, the alignment direction of liquid crystal molecules becomes as shown in FIG.
The orientation in the direction C perpendicular to the O vapor deposition direction and parallel to the substrate surface becomes stable. However, since the anchoring energy of the interface is weak, when twist power is applied by adding a chiral agent, it tilts by θ ° from the substrate surface, and the direction projected on the substrate surface is α ° and −α from the SiO vapor deposition direction. Orientations in the tilted directions A and B are developed.
【0011】次に、ジョルジュ.デュランによって報告
された内容を図6に基づいて説明する。図6、a及びb
は、SiO蒸着方向と液晶分子配向の安定しうる方向を
示したものである。図6、a及びb中、破線矢印はSi
O蒸着方向、〜及び’〜’は上下基板表面での
液晶分子配向の安定しうる方向を示している。図6、a
及びbは、SiO斜方蒸着膜を配向膜とし、上下基板に
おけるSiO蒸着方向を、基板断面方向に対して平行
(パラレル)又は反平行(アンチパラレル)から45°
回転させた(ねじれ)方向としたものである。また、使
用する液晶材料には、液晶単体で上下基板間で22.5
°ねじれるべくカイラル剤を添加したものを用いる。
尚、カイラル剤の効果によるねじれ方向は、上下基板間
のSiO蒸着方向のねじれ方向と反対方向とする。この
ような条件により、カイラル剤の効果で安定に存在でき
る液晶分子配向が制限され、図6中、液晶分子は、−
’及び−’の2つの組み合わせが安定となる。図
7、c及びdは、液晶セルの断面における液晶分子の配
向を示しており、図7、cは図6の−’、図7、d
は図6の−’の配向に対応している。Next, Georges. The content reported by Duran will be explained based on FIG. 6, a and b
Indicates the direction in which the SiO vapor deposition direction and the orientation of liquid crystal molecules can be stabilized. In FIGS. 6, a and b, the broken line arrow indicates Si.
The directions of O vapor deposition, ~ and '~' indicate directions in which the alignment of liquid crystal molecules on the surfaces of the upper and lower substrates can be stabilized. Figure 6, a
And b are SiO oblique vapor deposition films as alignment films, and the SiO vapor deposition directions on the upper and lower substrates are 45 ° from parallel (antiparallel) or antiparallel (antiparallel) to the substrate cross-sectional direction.
It is the direction of rotation (twist). In addition, the liquid crystal material used is 22.5 between the upper and lower substrates with a single liquid crystal.
° Use a chiral agent added to twist.
The twist direction due to the effect of the chiral agent is opposite to the twist direction of the SiO vapor deposition direction between the upper and lower substrates. Under such conditions, the liquid crystal molecule orientation that can stably exist due to the effect of the chiral agent is limited, and in FIG.
Two combinations of'and-'are stable. 7, c and d show the alignment of the liquid crystal molecules in the cross section of the liquid crystal cell, and FIGS. 7 and 7c show-', FIG.
Corresponds to the -'orientation in FIG.
【0012】しかしながら、上記図6、aのSiO斜方
蒸着基板にネマチック液晶を注入する際、図3の矢印
e、e’又は矢印f、f’以外の方向にネマチック液晶
が流入すると安定な液晶分子配向をとらない。例えば、
図6、aのような配向をとるように表面配向処理を施し
た上下基板からなる液晶セルに、ネマチック液晶を図9
の基板の上側又は下側(図9の太線矢印)から注入した
とき、図6、aの及び’は液晶の流入方向に対して
流れの影響により図9のような配向状態になる。However, when the nematic liquid crystal is injected into the SiO oblique vapor deposition substrate of FIG. 6A, if the nematic liquid crystal flows in a direction other than the arrows e and e'or the arrows f and f'of FIG. Does not take molecular orientation. For example,
As shown in FIG. 6A, a nematic liquid crystal is applied to a liquid crystal cell composed of upper and lower substrates that are surface-aligned so as to have the orientation shown in FIG.
When the liquid crystal is injected from the upper side or the lower side (thick line arrow in FIG. 9) of the substrate of FIG. 6, a and ′ of FIGS. 6A and 6B are oriented as shown in FIG. 9 due to the influence of the flow on the inflow direction of the liquid crystal.
【0013】その結果、図6、aにおける−’及び
−’のスプレイ配向を得ることができず、安定して
双安定性スイッチングさせることができない。図6、b
においても同様である。ジョルジュ.デュランの報告で
は、その報告されているネマチック双安定性液晶表示素
子は画素中の一部がスイッチングしたにすぎず、一様に
安定なスイッチングは得られていない。この理由とし
て、注入時の流れの影響が考えられる。As a result, it is impossible to obtain the splay orientations of − ′ and − ′ in FIG. 6A, and stable bistable switching cannot be performed. FIG. 6, b
The same is true for. Georges. According to Duran's report, the nematic bistable liquid crystal display element reported is only partially switched in the pixel, and uniform stable switching is not obtained. The reason for this may be the effect of the flow during injection.
【0014】従来、液晶セルに液晶を注入する方法とし
ては、例えば真空注入法により、基板の下方に注入孔を
設けて、その一か所から液晶を注入する方法が一般的に
用いられており、液晶分子の配向方向を考慮して液晶を
注入する方法は用いられていない。従って、液晶分子は
液晶注入時の流れの影響を受け、一様に安定した配向に
ならないという問題がある。また、プレチルト角をつけ
ることを目的として、磁界をかけながら液晶を注入する
方法もあるが、液晶分子の配向方向を均一にするために
磁界をかける方法は用いられていない。Conventionally, as a method for injecting liquid crystal into a liquid crystal cell, for example, a method in which an injection hole is provided below the substrate by a vacuum injection method and the liquid crystal is injected from one position is generally used. The method of injecting liquid crystal in consideration of the alignment direction of liquid crystal molecules is not used. Therefore, the liquid crystal molecules are affected by the flow at the time of liquid crystal injection, and there is a problem that they are not uniformly and stably aligned. There is also a method of injecting liquid crystal while applying a magnetic field for the purpose of providing a pretilt angle, but a method of applying a magnetic field to make the alignment direction of liquid crystal molecules uniform is not used.
【0015】更に、一般的な液晶の注入方法によると、
液晶の注入孔は一点であるため、注入される液晶分子の
配向は、その注入孔を中心として同心円上の配向とな
り、一様な配向方向とはならない。Further, according to a general liquid crystal injection method,
Since there is only one injection hole for the liquid crystal, the injected liquid crystal molecules are aligned concentrically around the injection hole, and the alignment direction is not uniform.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】この発明の研究者らは、
上記のような問題点を鑑み、図6、a及びbにおける
又は’の液晶分子の配向制御ができれば双安定性スイ
ッチングが可能となることに着目して鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに到った。この発明によれば、
一対の基板上に電極が形成され、その電極上に配向膜が
形成され、両基板のそれぞれの配向膜の蒸着方向が互い
に異なるようにして基板がほぼ平行になるように対向し
て配置され、これら基板間にカイラル剤が添加されたネ
マチック液晶を介在させて液晶セルが形成され、かつ前
記電極に選択的に電圧を印加して液晶の光軸を切り替え
るスイッチングの手段が形成された双安定性液晶表示装
置の製造方法において、上方又は下方基板のどちらか一
方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマチック液
晶を注入することを特徴とする双安定性液晶表示装置の
製造方法が提供される。[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present invention has been completed as a result of intensive research focusing on the fact that bistability switching is possible if the alignment control of the liquid crystal molecule of FIG. Came to do. According to this invention,
Electrodes are formed on a pair of substrates, an alignment film is formed on the electrodes, and the substrates are arranged so as to be substantially parallel so that the vapor deposition directions of the alignment films of both substrates are different from each other. A liquid crystal cell is formed by interposing a nematic liquid crystal to which a chiral agent is added between these substrates, and a switching means for switching the optical axis of the liquid crystal by selectively applying a voltage to the electrode is formed. A method of manufacturing a bistable liquid crystal display device, which comprises injecting a nematic liquid crystal in a direction perpendicular to a vapor deposition direction of an alignment film on one of an upper substrate and a lower substrate. It
【0017】更に、この発明によれば、上記双安定性液
晶表示装置の製造方法において、上方又は下方基板のど
ちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマ
チック液晶を注入する具体的な方法として、 1.ネマチック液晶の注入が、上方又は下方基板の配向
膜の上に、その配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に感
光性樹脂のパターンを設けた後、上方又は下方基板のど
ちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付近か
ら行われる、 2.ネマチック液晶の注入が、上方又は下方基板の配向
膜の蒸着方向に対して垂直方向に磁界をかけながら、上
方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に対
して垂直方向付近から行われる、又は 3.ネマチック液晶の注入が、基板及びネマチック液晶
を加熱することによってネマチック液晶の相をアイソト
ロピック相に保持した後、上方又は下方基板のどちらか
一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付近から行わ
れる、双安定性液晶表示装置の製造方法が提供される。
これらの方法は、組み合わせて用いることもできる。Further, according to the present invention, in the method for manufacturing the bistable liquid crystal display device, the nematic liquid crystal is injected in a direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate. As a method, 1. After the nematic liquid crystal is injected, the photosensitive resin pattern is provided on the alignment film on the upper or lower substrate in a direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film, and then the alignment film on either the upper or lower substrate is formed. 1. The process is performed from the vicinity of the direction perpendicular to the vapor deposition direction of 1. The nematic liquid crystal is injected from near the vertical direction to the vapor deposition direction of either the upper or lower substrate while applying a magnetic field in the direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on the upper or lower substrate. , Or 3. After the nematic liquid crystal is injected into the isotropic phase by heating the substrate and the nematic liquid crystal, the nematic liquid crystal is kept in the isotropic phase. A method for manufacturing a bistable liquid crystal display device is provided.
These methods can also be used in combination.
【0018】この発明で使用する基板としては、一般に
液晶表示装置に使用される基板を適用することができ、
例えばガラス基板、石英等の絶縁性無機基板があげら
れ、ガラス基板が好ましい。上記基板上に電極を形成す
るが、使用する電極としては、一般に液晶表示装置に使
用される電極を適用することができ、例えばInO2 、
SnO2 、ITO(Indium Tin Oxide)等があげられ、
ITOが好ましい。この電極を基板上に所望のパターン
で形成するが、その方法としては公知の方法を適用する
ことができ、例えば陽極酸化法、スパッタ法等があげら
れ、スパッタ法が好ましい。電極の膜厚としては300
〜5000オングストロームが適切であり、1000〜
3000オングストロームが好ましい。As the substrate used in the present invention, a substrate generally used in liquid crystal display devices can be applied.
Examples thereof include a glass substrate and an insulating inorganic substrate such as quartz, and a glass substrate is preferable. An electrode is formed on the substrate, and as the electrode to be used, an electrode generally used in a liquid crystal display device can be applied. For example, InO 2 ,
SnO 2 , ITO (Indium Tin Oxide), etc.
ITO is preferred. This electrode is formed in a desired pattern on the substrate, and as a method therefor, a known method can be applied, and examples thereof include an anodic oxidation method and a sputtering method, and the sputtering method is preferable. The thickness of the electrode is 300
~ 5000 angstrom is suitable, 1000 ~
3000 Angstroms is preferred.
【0019】また、上記電極上に電極保護膜を形成して
もよい。電極保護膜としては、一般に液晶表示装置に使
用される電極保護膜を適用することができ、例えばSi
O2、Ta、Nb、窒化Si等があげられ、市販製品で
は東京応化製のOCD(OCDP-59310)等があげられる。
電極保護膜の膜厚としては、300〜5000オングス
トロームが適切であり、500〜2000オングストロ
ームが好ましい。電極保護膜を形成する方法としては公
知の方法を適用することができ、例えば固体反応法、融
液エピタキシー法、ゾル−ゲル法、沈殿反応法、化学メ
ッキ法、陽極酸化法、真空蒸着法、スパッタ法、プラズ
マ法、CVD法、PVD法等があげられ、使用する電極
保護膜に応じて適宜選択する。例えばSiO2 の場合は
スパッタ法で形成することができ、東京応化製のOCD
(OCD P-59310)の場合はスピナーによって塗布した後、
焼成することにより形成することができる。An electrode protective film may be formed on the above electrode. As the electrode protective film, an electrode protective film generally used in a liquid crystal display device can be applied.
Examples thereof include O 2 , Ta, Nb, and silicon nitride, and examples of commercially available products include OCD (OCDP-59310) manufactured by Tokyo Ohka.
The film thickness of the electrode protective film is suitably 300 to 5000 angstroms, preferably 500 to 2000 angstroms. As a method for forming the electrode protective film, a known method can be applied, for example, a solid reaction method, a melt epitaxy method, a sol-gel method, a precipitation reaction method, a chemical plating method, an anodic oxidation method, a vacuum deposition method, The sputtering method, the plasma method, the CVD method, the PVD method, and the like are listed, and are appropriately selected depending on the electrode protective film to be used. For example, in the case of SiO 2 , it can be formed by a sputtering method, and OCD manufactured by Tokyo Ohka
In the case of (OCD P-59310), after applying with a spinner,
It can be formed by firing.
【0020】上記電極又は電極保護膜上に配向膜を形成
するが、使用する配向膜としては、例えばSiO2、S
iNx、SiO、MgO、MgF2、Au、CeO2、C
eF3、Al2O3等の配向膜があげられ、SiO配向膜
が好ましい。配向膜を形成する方法としては斜方蒸着法
を適用することができる。斜法蒸着法によって形成する
場合には、蒸着角度は基板法線から70°〜76°が適
切であり、73°〜75°が好ましい。配向膜の膜厚と
しては、20〜300オングストロームが適切であり、
100〜200オングストロームが好ましい。An alignment film is formed on the above-mentioned electrode or electrode protection film, and the alignment film to be used is, for example, SiO 2 or S.
iNx, SiO, MgO, MgF 2 , Au, CeO 2 , C
Orientation films of eF 3 , Al 2 O 3 and the like are mentioned, and SiO orientation film is preferable. As a method for forming the alignment film, an oblique vapor deposition method can be applied. When it is formed by the oblique vapor deposition method, the vapor deposition angle is appropriately 70 ° to 76 ° from the substrate normal, and 73 ° to 75 ° is preferable. 20-300 angstrom is suitable as the film thickness of the alignment film,
100-200 Angstroms is preferred.
【0021】次いで、上下基板の配向膜の蒸着方向が互
いにねじれるようにして上下基板をほぼ平行になるよう
に対向して配置し、スペーサーを設けて張り合わせるこ
とによって液晶セルを作成する。このねじれ角は30°
〜160°であり、約45°となるのが好ましい。スペ
ーサーとしては、一般に液晶表示装置に使用されるスペ
ーサーを適用することができ、例えばシリカビーズ等が
あげられる。シリカビーズを使用する場合は、シリカビ
ーズの直径は1〜3μmが適切であり、1.0〜1.5
μmが好ましい。スペーサーを張り合わせるシール部材
としては、一般に液晶表示装置に使用されるシール部材
を適用することができ、例えばエポキシ樹脂系及びアク
リル系のシール部材等があげられる。Next, a liquid crystal cell is prepared by arranging the upper and lower substrates so as to face each other in a substantially parallel manner so that the vapor deposition directions of the alignment films of the upper and lower substrates are twisted with each other, and providing spacers to bond them. This twist angle is 30 °
˜160 °, preferably about 45 °. As the spacer, a spacer generally used in a liquid crystal display device can be applied, and examples thereof include silica beads. When silica beads are used, the diameter of silica beads is appropriately 1 to 3 μm, and 1.0 to 1.5
μm is preferred. As the seal member to which the spacers are attached, a seal member generally used in liquid crystal display devices can be applied, and examples thereof include epoxy resin-based and acrylic-based seal members.
【0022】こうして作成した基板間にネマチック液晶
を注入する。液晶セルにネマチック液晶を注入する方法
としては、公知の方法を適用することができ、例えば真
空注入法等があげられる。液晶セルにネマチック液晶を
注入する場合、上方又は下方基板のどちらか一方の配向
膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマチック液晶を注入
することが必須である。Nematic liquid crystal is injected between the substrates thus formed. As a method for injecting the nematic liquid crystal into the liquid crystal cell, a known method can be applied, and examples thereof include a vacuum injection method. When injecting the nematic liquid crystal into the liquid crystal cell, it is essential to inject the nematic liquid crystal in the direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate.
【0023】そのようにしてネマチック液晶を注入する
ことによって、注入時の液晶の流れの影響を抑えること
ができ、一様に安定な液晶の分子配向が得られ、双安定
性スイッチングさせることができる双安定性液晶表示装
置を得ることができる。ネマチック液晶を注入する具体
的な方法として、(1)上方又は下方基板の配向膜の上
に、その配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に感光性樹
脂のパターンを設けた後、上方又は下方基板のどちらか
一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付近からネマ
チック液晶を注入する方法、(2)上方又は下方基板の
配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に磁界をかけなが
ら、上方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方
向に対して垂直方向付近からネマチック液晶を注入する
方法、(3)基板及びネマチック液晶を加熱することに
よってネマチック液晶の相をアイソトロピック相に保持
した後、上方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸
着方向に対して垂直方向付近からネマチック液晶を注入
する方法がある。By injecting the nematic liquid crystal in this way, it is possible to suppress the influence of the flow of the liquid crystal at the time of injection, to obtain a uniformly stable liquid crystal molecular orientation, and to perform bistable switching. A bistable liquid crystal display device can be obtained. As a specific method of injecting nematic liquid crystal, (1) after forming a photosensitive resin pattern on the alignment film of the upper or lower substrate in a direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film, A method of injecting nematic liquid crystal from the vicinity of a direction perpendicular to the vapor deposition direction of one of the alignment films on the substrate, (2) above or below while applying a magnetic field in a direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on the substrate. Alternatively, a method of injecting a nematic liquid crystal from the vicinity of a direction perpendicular to the vapor deposition direction of one of the alignment films on the lower substrate, (3) heating the substrate and the nematic liquid crystal to keep the phase of the nematic liquid crystal in an isotropic phase After that, there is a method of injecting a nematic liquid crystal from the vicinity of a direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate.
【0024】上記ネマチック液晶を注入する方法(1)
において、感光性樹脂(フォトレジスト)を形成する方
法及び使用する感光性樹脂は、公知の形成方法及び感光
性樹脂を適用することができる。また、フォトレジスト
の層厚は0.5〜2.5μmが適切であり、1.0〜
1.5μmが好ましい。レジストピッチは0.1〜5.
0μmが適切であり、1.0〜2.0μmが好ましい。Method of injecting the nematic liquid crystal (1)
In the method of forming the photosensitive resin (photoresist) and the photosensitive resin to be used, known forming methods and photosensitive resins can be applied. The layer thickness of the photoresist is preferably 0.5 to 2.5 μm and 1.0 to
1.5 μm is preferable. The resist pitch is 0.1-5.
0 μm is suitable, and 1.0 to 2.0 μm is preferable.
【0025】また、上記ネマチック液晶を注入する方法
(2)において、磁界の強さは、少なくともネマチック
液晶分子の長軸が完全に磁界の方向に並ぶだけの強さが
必要であり、使用するネマチック液晶に応じて適宜選択
される。磁界をかける方法としては、例えば、上方又は
下方基板の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に磁界が
かけられるように、液晶セルを挟むようにして磁極Nと
磁極Sを置き、上方及び下方基板共に一様に同じ方向に
磁界をかける方法等がある。上方又は下方基板の配向膜
の蒸着方向に対して垂直方向に磁界がかけられるように
磁界の方向を制御するために、液晶セルの下に回転台を
設けてもよい。In the method (2) for injecting the nematic liquid crystal, the strength of the magnetic field needs to be at least such that the long axes of the nematic liquid crystal molecules are perfectly aligned in the direction of the magnetic field, and the nematic liquid crystal to be used. It is appropriately selected depending on the liquid crystal. As a method for applying a magnetic field, for example, the magnetic pole N and the magnetic pole S are placed so as to sandwich the liquid crystal cell so that the magnetic field is applied in a direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on the upper or lower substrate. There is a method of applying a magnetic field uniformly in the same direction. A turntable may be provided below the liquid crystal cell in order to control the direction of the magnetic field so that the magnetic field is applied in a direction perpendicular to the deposition direction of the alignment film on the upper or lower substrate.
【0026】更に、上記ネマチック液晶を注入する方法
(3)において、ネマチック液晶を加熱する方法は、公
知の方法を適用することができる。ネマチック液晶は、
使用するネマチック液晶の相がアイソトロピック相に転
移する転移温度まで加熱することが必要であり、使用す
るネマチック液晶に応じて選択される。例えば、メルク
社製の5CBを用いる場合は、およそ50℃である。加
熱時間は、ネマチック液晶が完全に液晶セル内に入るま
で時間である。Further, in the method (3) of injecting the nematic liquid crystal, a known method can be applied to the method of heating the nematic liquid crystal. Nematic liquid crystal,
It is necessary to heat to the transition temperature at which the phase of the nematic liquid crystal used changes to the isotropic phase, and it is selected according to the nematic liquid crystal used. For example, when using 5CB manufactured by Merck, the temperature is about 50 ° C. The heating time is the time until the nematic liquid crystal completely enters the liquid crystal cell.
【0027】また、基板を加熱する方法も、公知の方法
を適用することができる。基板の加熱温度は、上記ネマ
チック液晶の加熱温度と同温度であり、加熱時間も、上
記ネマチック液晶の加熱時間と同時間である。このよう
にして、ネマチック液晶の相をアイソトロピック相にす
ることによって、ネマチック液晶は安定した液晶の分子
配向に戻り易くなる。As the method of heating the substrate, a known method can be applied. The heating temperature of the substrate is the same as the heating temperature of the nematic liquid crystal, and the heating time is the same as the heating time of the nematic liquid crystal. In this way, by changing the phase of the nematic liquid crystal to the isotropic phase, the nematic liquid crystal easily returns to the stable molecular alignment of the liquid crystal.
【0028】上記ネマチック液晶を注入する方法(1)
〜(3)を用いることによって、上方又は下方基板のど
ちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマ
チック液晶が注入され、液晶の分子配向は一様に安定し
た配向となる。また、これらの方法を組み合わせて用い
ることにより、効果は上昇する。この発明で使用するネ
マチック液晶としては、公知のネマチック液晶を適用す
ることができ、例えばシッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ
系、ビフェニル系、安息香酸エステル系、ターフェニル
系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシ
クロヘキサン系、ピリミジン系、ジオキサン系等の液晶
化合物があげられ、それらの混合物を使用することもで
きる。市販製品としては、例えばメルク社製のZシリー
ズ、BDH社製のEシリーズ、ロシュ社製のRシリー
ズ、チッソ社製のLシリーズ、大日本インキ社製のDシ
リーズ、メルク社製の5CB等があげられ、これらの混
合物を使用することもできる。Method for injecting the above nematic liquid crystal (1)
By using (3) to (3), nematic liquid crystal is injected in a direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate, and the molecular alignment of the liquid crystal becomes uniform and stable. Further, the effect is enhanced by using these methods in combination. As the nematic liquid crystal used in the present invention, known nematic liquid crystals can be applied, for example, Schiff base type, azo type, azoxy type, biphenyl type, benzoic acid ester type, terphenyl type, cyclohexylcarboxylic acid type, Examples include phenylcyclohexane-based, pyrimidine-based, dioxane-based liquid crystal compounds, and a mixture thereof can also be used. Examples of commercially available products include Z series manufactured by Merck, E series manufactured by BDH, R series manufactured by Roche, L series manufactured by Chisso, D series manufactured by Dainippon Ink and Co., and 5CB manufactured by Merck. It is also possible to use mixtures of these.
【0029】この発明では、上記ネマチック液晶にカイ
ラル剤(光学活性化合物)を添加して使用する。カイラ
ル剤は、液晶相のらせんピッチを調整するために加えら
れ、公知のカイラル剤を適用することができる。カイラ
ル剤の種類としては、例えばコレステリルブロマイド、
コレステリル−n−ヘキシルエーテル、コレステリルベ
ンゾエート、コレステリル−n−ヘキシルヘプタノエー
ト等があげられる。市販製品としては、例えばメルク社
製のS−811等があげられる。In the present invention, a chiral agent (optically active compound) is added to the nematic liquid crystal for use. The chiral agent is added to adjust the helical pitch of the liquid crystal phase, and a known chiral agent can be applied. Examples of types of chiral agents include cholesteryl bromide,
Examples thereof include cholesteryl-n-hexyl ether, cholesteryl benzoate, cholesteryl-n-hexyl heptanoate and the like. Examples of commercially available products include S-811 manufactured by Merck & Co., Inc.
【0030】カイラル剤の添加量は、ネマチック液晶及
びカイラル剤の種類によって適宜選択されるが、ネマチ
ック液晶に対して0.01〜5%カイラル剤を添加する
のが適切であり、0.01〜1%添加するのが好まし
い。また、この発明では、ネマチック液晶及びカイラル
剤以外の化合物を適宜混合して使用してもよい。この化
合物は必ずしも液晶相を示す必要はなく、例えば、液晶
組成物の液晶層の温度範囲を調整するための化合物や強
誘電性液晶層において大きな自発分極を示すか又は自発
分極を誘起する光学活性化合物等があげられる。The addition amount of the chiral agent is appropriately selected depending on the types of the nematic liquid crystal and the chiral agent, but it is appropriate to add 0.01 to 5% of the chiral agent to the nematic liquid crystal, and 0.01 to 5%. It is preferable to add 1%. Further, in the present invention, compounds other than the nematic liquid crystal and the chiral agent may be appropriately mixed and used. This compound does not necessarily have to exhibit a liquid crystal phase, and for example, a compound for adjusting the temperature range of a liquid crystal layer of a liquid crystal composition or an optically active compound that exhibits a large spontaneous polarization or induces a spontaneous polarization in a ferroelectric liquid crystal layer. Examples include compounds.
【0031】上記のようにネマチック液晶を注入した
後、注入口を封止し、電極に選択的に電圧を印加して液
晶の光軸を切り替えるスイッチング手段等を形成するこ
とによって、この発明の双安定性液晶表示装置を製造す
る。注入口を封止する方法及び材料としては、公知の方
法及び材料を適用することができる。こうして製造され
た液晶表示装置は、上方基板においては基板断面方向と
液晶分子長軸が一定のティルト角を持ち、下方基板にお
いては基板断面方向と液晶分子長軸がほぼ平行で、かつ
上方及び下方の各基板面に投影された液晶分子の各分子
長軸が互いにほぼ同一方向となる状態1と、下方基板に
おいては基板断面方向と液晶分子長軸が一定のティルト
角を持ち、上方基板においては基板断面方向と液晶分子
長軸がほぼ平行で、かつ上方及び下方の各基板面に投影
された液晶分子の各分子長軸が互いにほぼ同一方向とな
る状態2の二つの安定なネマチック液晶分子の配向状態
が存在する。After injecting the nematic liquid crystal as described above, the injection port is sealed and a voltage is selectively applied to the electrodes to form a switching means for switching the optical axis of the liquid crystal. Manufacture a stable liquid crystal display device. Known methods and materials can be applied as methods and materials for sealing the inlet. In the liquid crystal display device manufactured in this manner, the substrate cross-section direction and the liquid crystal molecule long axis have a constant tilt angle in the upper substrate, and the substrate cross-section direction and the liquid crystal molecule long axis are substantially parallel in the lower substrate, and the upper and lower sides are parallel to each other. In the state 1 in which the molecular long axes of the liquid crystal molecules projected on the respective substrate surfaces are substantially in the same direction, in the lower substrate, the substrate cross-sectional direction and the liquid crystal molecule long axes have a constant tilt angle, and in the upper substrate, The two stable nematic liquid crystal molecules in the state 2 in which the cross-sectional direction of the substrate and the long axis of the liquid crystal molecule are substantially parallel to each other and the long axes of the liquid crystal molecules projected on the upper and lower substrate surfaces are in substantially the same direction as each other There is an orientation state.
【0032】[0032]
【作用】この発明の製造方法によれば、液晶注入時の流
れの影響が除去され、一様に安定なネマチック液晶の分
子配向が得られる。従って、上方基板においては基板断
面方向と液晶分子長軸が一定のティルト角を持ち、下方
基板においては基板断面方向と液晶分子長軸がほぼ平行
で、かつ上方及び下方の各基板面に投影された液晶分子
の各分子長軸が互いにほぼ同一方向となる状態1と、下
方基板においては基板断面方向と液晶分子長軸が一定の
ティルト角を持ち、上方基板においては基板断面方向と
液晶分子長軸がほぼ平行で、かつ上方及び下方の各基板
面に投影された液晶分子の各分子長軸が互いにほぼ同一
方向となる状態2(二つの安定なネマチック液晶分子の
配向状態)の双安定性スイッチングが実現される。According to the manufacturing method of the present invention, the influence of the flow at the time of injecting the liquid crystal is eliminated, and uniformly stable molecular alignment of the nematic liquid crystal can be obtained. Therefore, in the upper substrate, the cross-sectional direction of the substrate and the long axis of the liquid crystal molecules have a constant tilt angle, and in the lower substrate, the cross-sectional direction of the substrate and the long axis of the liquid crystal molecules are substantially parallel to each other, and projected on the upper and lower substrate surfaces. In the state 1 in which the major axes of the liquid crystal molecules are substantially in the same direction, the substrate cross-section direction and the liquid crystal molecule major axis have a constant tilt angle in the lower substrate, and the substrate cross-section direction and the liquid crystal molecule length in the upper substrate. Bistability of state 2 (alignment state of two stable nematic liquid crystal molecules) in which the axes are almost parallel and the long axes of the liquid crystal molecules projected on the upper and lower substrate surfaces are substantially in the same direction. Switching is realized.
【0033】[0033]
【実施例】この発明を以下の実施例で詳細に説明する
が、この発明は、これに限定されない。 実施例1 感光性樹脂のパターンを設けた後ネマチック液晶を注入
する方法で、この発明の双安定性液晶表示装置を製造し
た。The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. Example 1 A bistable liquid crystal display device of the present invention was manufactured by a method of injecting a nematic liquid crystal after providing a pattern of a photosensitive resin.
【0034】図2及び図4に基づいて、この発明の双安
定性液晶表示装置の製造方法を説明する。図2は、マル
チプレックス駆動するこの発明の双安定性液晶表示装置
の液晶表示部の断面図である。図4は、この発明の双安
定性液晶表示装置を製造する際のレジストパターンを示
した説明図である。A method of manufacturing the bistable liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display portion of the bistable liquid crystal display device of the present invention which is driven by multiplex. FIG. 4 is an explanatory view showing a resist pattern when manufacturing the bistable liquid crystal display device of the present invention.
【0035】まず、ガラス基板(基板)1a及び1bの
それぞれの上に、スパッタ法により1000オングスト
ロームの厚さの複数本のITO電極(透明電極)2a及
び2bが互いに平行になるようストライプ状に電極のパ
ターンを配列して形成した。ITO電極2a及び2bを
形成した後、その電極上にSiO2 膜(電極保護膜)3
a及び3bをスパッタ法により1000オングストロー
ムの膜厚で形成した。電極保護膜3a及び3bを形成し
た後、電極保護膜上にSiO配向膜(配向膜)4a及び
4bを斜方蒸着法により形成した。膜厚は150オング
ストローム、蒸着角度は基板法線から74°とした。First, a plurality of ITO electrodes (transparent electrodes) 2a and 2b having a thickness of 1000 angstroms are formed in stripes on each of the glass substrates (substrates) 1a and 1b by sputtering so that they are parallel to each other. Was formed by arranging the patterns. After forming the ITO electrodes 2a and 2b, a SiO 2 film (electrode protective film) 3 is formed on the electrodes.
A and 3b were formed with a film thickness of 1000 angstrom by the sputtering method. After forming the electrode protection films 3a and 3b, SiO alignment films (alignment films) 4a and 4b were formed on the electrode protection film by the oblique vapor deposition method. The film thickness was 150 Å, and the vapor deposition angle was 74 ° from the substrate normal.
【0036】SiO配向膜4a及び4bを形成した後、
SiO配向膜4a又は4bのどちらか一方にフォトレジ
ストをスピナーにより塗布し、露光機により図4のよう
なパターンを形成するように露光した後、現像した。本
実施例ではフォトレジストとして東京応化製(OFPR-80
0)を用い、露光時間は30秒、現像時間は90秒で行
った。また、レジスト層の厚さは1.2μm、レジスト
ピッチは1.5μmとした。After forming the SiO alignment films 4a and 4b,
A photoresist was applied to either one of the SiO alignment films 4a and 4b by a spinner, exposed by an exposure machine so as to form a pattern as shown in FIG. 4, and then developed. In this embodiment, the photoresist made by Tokyo Ohka (OFPR-80
0) was used, the exposure time was 30 seconds, and the development time was 90 seconds. The thickness of the resist layer was 1.2 μm and the resist pitch was 1.5 μm.
【0037】次に、上下ガラス基板1a及び1bのSi
O配向膜の蒸着方向が、同方向から45°ねじれるよう
に設定して上下ガラス基板1a及び1bをほぼ平行にな
るように対向して配置し、上下ガラス基板1a及び1b
の間に、スペーサーとして直径が1.0μmのシリカビ
ーズ5を分散させ、エポキシ樹脂製のシール部材で張り
合わせることによって液晶セルを作成した。Next, Si of the upper and lower glass substrates 1a and 1b
The upper and lower glass substrates 1a and 1b are arranged so as to face each other so that the vapor deposition direction of the O orientation film is twisted by 45 ° from the same direction.
In between, silica beads 5 having a diameter of 1.0 μm were dispersed as a spacer and bonded with a sealing member made of epoxy resin to form a liquid crystal cell.
【0038】上記の工程を経て作成した液晶セルに、上
方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に対
して垂直方向付近から、ネマチック液晶を真空注入法に
より注入した。ネマチック液晶としてホスト液晶5CB
(メルク社製)にカイラル剤S−811(メルク社製)
を0.36w%混合したものを用いた。ネマチック液晶
は、図4における基板の左側から注入した。注入後、ア
クリル系UV硬化型の樹脂により注入口を封止した。Nematic liquid crystal was injected into the liquid crystal cell manufactured through the above steps from the vicinity of the direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate by a vacuum injection method. Host liquid crystal 5CB as nematic liquid crystal
Chiral agent S-811 (Merck)
Was used in a mixture of 0.36 w%. The nematic liquid crystal was injected from the left side of the substrate in FIG. After the injection, the injection port was sealed with an acrylic UV curable resin.
【0039】その後、ITO電極2a及び2bに、選択
的に電圧が印加されることによって液晶の光軸を切り替
えるスイッチングの手段を形成することにより、この発
明の双安定性液晶表示装置を製造した。以上の手順で作
成した双安定性液晶表示装置に、パルス電界を印加した
ときの応答特性を図8に示す。図8から明らかなよう
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置は
200μsec のオーダーでの応答が可能であった。After that, the bistable liquid crystal display device of the present invention was manufactured by forming switching means for switching the optical axis of the liquid crystal by selectively applying a voltage to the ITO electrodes 2a and 2b. FIG. 8 shows the response characteristic when a pulsed electric field is applied to the bistable liquid crystal display device produced by the above procedure. As is clear from FIG. 8, the bistable liquid crystal display device manufactured in this manner was capable of responding in the order of 200 μsec.
【0040】また、このようにして製造された双安定性
液晶表示装置は1平方cmの領域で安定して双安定性を示
した。これは、偏光板をクロスニコル状態に置いてプラ
スとマイナスのパルス電解を印加し、電解を印加するこ
とによって交互に変化する暗状態及び明状態時のスイッ
チング角度を、偏光板を動かすことによって調べること
により確認した。更に、このようにして製造された双安
定性液晶表示装置のコントラストは15対1であった。The bistable liquid crystal display device manufactured as described above exhibited stable bistable properties in the area of 1 cm 2. This is done by placing the polarizing plate in a crossed Nicol state, applying positive and negative pulse electrolysis, and examining the switching angle in the dark state and the bright state, which alternates by applying electrolysis, by moving the polarizing plate. Confirmed by Further, the contrast of the bistable liquid crystal display device manufactured in this way was 15: 1.
【0041】実施例2 磁界をかけながらネマチック液晶を注入する方法で、こ
の発明の双安定性液晶表示装置を製造した。図2及び図
3に基づいて、この発明の双安定性液晶表示装置の製造
方法を説明する。Example 2 A bistable liquid crystal display device of the present invention was manufactured by a method of injecting a nematic liquid crystal while applying a magnetic field. A method for manufacturing the bistable liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0042】図3は、この発明のネマチック液晶注入時
における理想的な流入方向又は磁界をかける方向を示す
図である。まず、実施例1と同様の方法で、ガラス基板
1a及び1bのそれぞれの上に1000オングストロー
ムの厚さの複数本のITO電極2a及び2bが互いに平
行になるようストライプ状に電極のパターンを配列して
形成し、ITO電極上にSiO2 膜(電極保護膜)3a
及び3bを1000オングストロームの膜厚で形成し
た。FIG. 3 is a diagram showing an ideal inflow direction or a direction in which a magnetic field is applied when the nematic liquid crystal of the present invention is injected. First, in the same manner as in Example 1, a plurality of ITO electrodes 2a and 2b having a thickness of 1000 angstroms were arranged in stripes on each of the glass substrates 1a and 1b so as to be parallel to each other. Formed on the ITO electrode by SiO 2 film (electrode protection film) 3a
And 3b were formed with a film thickness of 1000 angstrom.
【0043】電極保護膜3a及び3bを形成した後、電
極保護膜上にSiO(配向膜)4a及び4bを斜方蒸着
法により形成した。膜厚は50オングストローム、蒸着
角度は基板法線から74°とした。SiO配向膜4a及
び4bを形成した後、上下ガラス基板1a及び1bのS
iO配向膜の蒸着方向が、同方向から45°ねじれるよ
うに設定して上下ガラス基板1a及び1bをほぼ平行に
なるように対向して配置し、上下ガラス基板1a及び1
bの間に、スペーサーとして直径が1.5μmのシリカ
ビーズ5を分散させ、エポキシ樹脂製のシール部材で張
り合わせることによって液晶セルを作成した。After forming the electrode protection films 3a and 3b, SiO (orientation films) 4a and 4b were formed on the electrode protection film by the oblique evaporation method. The film thickness was 50 Å, and the vapor deposition angle was 74 ° from the substrate normal. After forming the SiO alignment films 4a and 4b, S of the upper and lower glass substrates 1a and 1b is formed.
The vapor deposition direction of the iO orientation film is set to be twisted by 45 ° from the same direction, and the upper and lower glass substrates 1a and 1b are arranged to face each other so as to be substantially parallel to each other.
A liquid crystal cell was prepared by dispersing silica beads 5 having a diameter of 1.5 μm as a spacer between b and pasting them together with a sealing member made of epoxy resin.
【0044】上記の工程を経て作成した液晶セルに、液
晶セルを挟むようにして磁極Nと磁極Sを置き、上方及
び下方基板共に図3の矢印e又はfの方向に一様に磁界
をかけながら、上方又は下方基板のどちらか一方の配向
膜の蒸着方向に対して垂直方向付近から、ネマチック液
晶を真空注入法により注入した。ネマチック液晶として
ホスト液晶5CBにカイラル剤S−811を0.36w
%混合したものを用いた。また、磁界の強さは、ネマチ
ック液晶の分子長軸が完全に磁界の方向に並ぶ強さであ
り、本実施例では1万ガウスとした。ネマチック液晶を
注入した後、アクリル系UV硬化型の樹脂により注入口
を封止した。A magnetic pole N and a magnetic pole S are placed on the liquid crystal cell produced through the above steps so as to sandwich the liquid crystal cell, and a magnetic field is uniformly applied to both the upper and lower substrates in the direction of arrow e or f of FIG. Nematic liquid crystal was injected by a vacuum injection method from the vicinity of the direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate. As a nematic liquid crystal, 0.36w of chiral agent S-811 was added to host liquid crystal 5CB.
% Mixture was used. The strength of the magnetic field is such that the long axes of the molecules of the nematic liquid crystal are perfectly aligned in the direction of the magnetic field, and is 10,000 Gauss in this embodiment. After the nematic liquid crystal was injected, the injection port was sealed with an acrylic UV curable resin.
【0045】その後、ITO電極2a及び2bに、選択
的に電圧が印加されることによって液晶の光軸を切り替
えるスイッチングの手段を形成することにより、この発
明の双安定性液晶表示装置を製造した。以上の手順で作
成した双安定性液晶表示装置に、パルス電界を印加した
ときの応答特性を図8に示す。図8から明らかなよう
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置は
100μsec のオーダーでの応答が可能であった。After that, a switching means for switching the optical axis of the liquid crystal by selectively applying a voltage to the ITO electrodes 2a and 2b was formed to manufacture the bistable liquid crystal display device of the present invention. FIG. 8 shows the response characteristic when a pulsed electric field is applied to the bistable liquid crystal display device produced by the above procedure. As is apparent from FIG. 8, the bistable liquid crystal display device manufactured as described above was capable of responding in the order of 100 μsec.
【0046】また、このようにして製造された双安定性
液晶表示装置は1平方cmの領域で安定して双安定性を示
した。これは、実施例1と同様の方法で確認した。更
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置の
コントラストは20対1であった。The bistable liquid crystal display device manufactured as described above exhibited stable bistable properties in the area of 1 cm 2. This was confirmed by the same method as in Example 1. Further, the contrast of the bistable liquid crystal display device manufactured in this way was 20: 1.
【0047】実施例3 ネマチック液晶を加熱してアイソトロピック相にした
後、ネマチック液晶を注入する方法で、この発明の双安
定性液晶表示装置を製造した。図2に基づいて、この発
明の双安定性液晶表示装置の製造方法を説明する。ま
ず、実施例2と同様の方法で、液晶セルを作成した。液
晶セルを作成した後、ネマチック液晶としてホスト液晶
5CBにカイラル剤S−811を0.36w%混合した
ものを用い、これを50℃に加熱したものを、基板を5
0℃に加熱した液晶セルに、上方又は下方基板のどちら
か一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付近から、
真空注入法により注入した。ネマチック液晶を注入した
後、アクリル系UV硬化型の樹脂により注入口を封止し
た。Example 3 A bistable liquid crystal display device of the present invention was manufactured by a method of heating a nematic liquid crystal to bring it into an isotropic phase and then injecting the nematic liquid crystal. A method of manufacturing the bistable liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIG. First, a liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 2. After a liquid crystal cell was prepared, a host liquid crystal 5CB mixed with a chiral agent S-811 at 0.36 w% was used as a nematic liquid crystal, which was heated to 50 ° C.
In a liquid crystal cell heated to 0 ° C., from the vicinity of the direction vertical to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate,
It was injected by the vacuum injection method. After the nematic liquid crystal was injected, the injection port was sealed with an acrylic UV curable resin.
【0048】その後、ITO電極2a及び2bに、選択
的に電圧が印加されることによって液晶の光軸を切り替
えるスイッチングの手段を形成することにより、この発
明の双安定性液晶表示装置を製造した。以上の手順で作
成した双安定性液晶表示装置に、パルス電界を印加した
ときの応答特性を図8に示す。図8から明らかなよう
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置は
100μsec のオーダーでの応答が可能であった。After that, the bistable liquid crystal display device of the present invention was manufactured by forming switching means for switching the optical axis of the liquid crystal by selectively applying a voltage to the ITO electrodes 2a and 2b. FIG. 8 shows the response characteristic when a pulsed electric field is applied to the bistable liquid crystal display device produced by the above procedure. As is apparent from FIG. 8, the bistable liquid crystal display device manufactured as described above was capable of responding in the order of 100 μsec.
【0049】また、このようにして製造された双安定性
液晶表示装置は1平方cmの領域で安定して双安定性を示
した。これは、実施例1と同様の方法で確認した。更
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置の
コントラストは20対1であった。The bistable liquid crystal display device manufactured in this manner exhibited stable bistable properties in the area of 1 cm 2. This was confirmed by the same method as in Example 1. Further, the contrast of the bistable liquid crystal display device manufactured in this way was 20: 1.
【0050】比較例 図2及び図9に基づいて説明する。まず、実施例2と同
様の方法で、液晶セルを作成した。液晶セルを作成した
後、液晶セルに、図9における基板の上側又は下側から
ネマチック液晶を真空注入法により注入した。ネマチッ
ク液晶としては、ホスト液晶5CBにカイラル剤S−8
11を0.36w%混合したものを用いた。その後、I
TO電極2a及び2bに、選択的に電圧が印加されるこ
とによって液晶の光軸を切り替えるスイッチングの手段
を形成することにより、液晶表示装置を製造した。Comparative Example A description will be given with reference to FIGS. 2 and 9. First, a liquid crystal cell was prepared in the same manner as in Example 2. After forming the liquid crystal cell, nematic liquid crystal was injected into the liquid crystal cell from above or below the substrate in FIG. 9 by a vacuum injection method. As a nematic liquid crystal, a chiral agent S-8 is added to a host liquid crystal 5CB.
A mixture of 11 and 0.36 w% was used. Then I
A liquid crystal display device was manufactured by forming switching means for switching the optical axis of the liquid crystal by selectively applying a voltage to the TO electrodes 2a and 2b.
【0051】このようにして製造された液晶表示装置
は、一様に安定なネマチック液晶分子の配向状態をとる
ことができず、双安定性スイッチングは実現されなかっ
た。これは、実施例1と同様の方法で確認した。The liquid crystal display device manufactured as described above was unable to attain a uniformly stable alignment state of nematic liquid crystal molecules, and bistable switching was not realized. This was confirmed by the same method as in Example 1.
【0052】[0052]
【発明の効果】この発明の製造方法によれば、液晶注入
時の流れの影響を受けず、一様に安定なネマチック液晶
分子配向を得ることができる。従って、この発明の製造
方法によって得られる双安定性液晶表示装置は、二つの
安定なネマチック液晶分子の配向状態を双安定スイッチ
ングさせることができる。According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to obtain uniformly stable nematic liquid crystal molecule alignment without being affected by the flow at the time of liquid crystal injection. Therefore, the bistable liquid crystal display device obtained by the manufacturing method of the present invention can bistable switch the alignment state of two stable nematic liquid crystal molecules.
【図1】この発明の双安定性液晶表示装置の液晶表示部
の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display portion of a bistable liquid crystal display device of the present invention.
【図2】マルチプレックス駆動するこの発明の双安定性
液晶表示装置の液晶表示部の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display portion of a bistable liquid crystal display device of the present invention which is driven by multiplex.
【図3】この発明のネマチック液晶注入時における理想
的な流入方向又は磁界をかける方向を示す説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an ideal inflow direction or a direction in which a magnetic field is applied when injecting a nematic liquid crystal according to the present invention.
【図4】この発明の双安定性液晶表示装置を製造する際
のレジストパターンを示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a resist pattern when manufacturing the bistable liquid crystal display device of the present invention.
【図5】液晶分子の安定な配向方向を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a stable alignment direction of liquid crystal molecules.
【図6】配向膜の蒸着方向と液晶分子配向の関係を示す
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a vapor deposition direction of an alignment film and liquid crystal molecule alignment.
【図7】液晶セルの断面における液晶分子の配向を示す
説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing alignment of liquid crystal molecules in a cross section of a liquid crystal cell.
【図8】この発明の双安定性液晶表示装置にパルス電界
を印加したときの応答特性を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing response characteristics when a pulsed electric field is applied to the bistable liquid crystal display device of the present invention.
【図9】ネマチック液晶を基板の上側又は下側から注入
したときの液晶分子配向に対する流れの影響を示す説明
図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the influence of the flow on the alignment of liquid crystal molecules when nematic liquid crystal is injected from above or below the substrate.
1 基板(ガラス基板) 2 ネマチック液晶層 3 電極(透明電極) 4 配向膜(SiO配向膜) 5 スペーサー(シリカビーズ) A 双安定性を示す液晶分子長軸の方向(θ°ティルト
して、また、SiO蒸着方向からα°又は−α°傾いた
方向) B 双安定性を示す液晶分子長軸の方向(θ°ティルト
して、また、SiO蒸着方向からα°又は−α°傾いた
方向) C 双安定性を示す液晶分子長軸の方向(SiO蒸着方
向と垂直かつ基板面に平行な方向) 上方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 上方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 上方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 ’下方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 ’下方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 ’下方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 e ネマチック液晶注入時における理想的な流入方向又
は磁界をかける方向 e’ネマチック液晶注入時における理想的な流入方向又
は磁界をかける方向 f ネマチック液晶注入時における理想的な流入方向又
は磁界をかける方向 f’ネマチック液晶注入時における理想的な流入方向又
は磁界をかける方向 1a ガラス基板(基板) 1b ガラス基板(基板) 2a ITO電極(透明電極) 2b ITO電極(透明電極) 3a SiO2 膜(電極保護膜) 3b SiO2 膜(電極保護膜) 4a SiO配向膜(配向膜) 4b SiO配向膜(配向膜)1 substrate (glass substrate) 2 nematic liquid crystal layer 3 electrode (transparent electrode) 4 alignment film (SiO alignment film) 5 spacer (silica beads) A direction of long axis of liquid crystal molecule showing bistability (tilt by θ ° , Direction inclined by α ° or −α ° from the SiO vapor deposition direction) B direction of long axis of liquid crystal molecule exhibiting bistability (tilt by θ °, or direction inclined by α ° or −α ° from the SiO vapor deposition direction) C Direction of long axis of liquid crystal molecules exhibiting bistability (direction perpendicular to SiO vapor deposition direction and parallel to substrate surface) Direction where liquid crystal molecule alignment can be stabilized on the upper substrate surface Stabilization of liquid crystal molecule alignment on the upper substrate surface Direction of stable orientation of liquid crystal molecules on the upper substrate surface 'Direction of stable orientation of liquid crystal molecules on the lower substrate surface' Direction of stable orientation of liquid crystal molecules on the lower substrate surface 'Liquid crystal on the lower substrate surface One with stable molecular orientation e Direction of ideal inflow direction or magnetic field applied during nematic liquid crystal injection e'Direction of ideal inflow direction or magnetic field applied during nematic liquid crystal injection f Ideal direction of inflow direction or magnetic field applied during nematic liquid crystal injection f 'Ideal inflow direction or direction to apply magnetic field during nematic liquid crystal injection 1a glass substrate (substrate) 1b glass substrate (substrate) 2a ITO electrode (transparent electrode) 2b ITO electrode (transparent electrode) 3a SiO 2 film (electrode protection film) ) 3b SiO 2 film (electrode protective film) 4a SiO alignment film (alignment film) 4b SiO alignment film (alignment film)
Claims (4)
極上に配向膜が形成され、両基板のそれぞれの配向膜の
蒸着方向が互いに異なるようにして基板がほぼ平行にな
るように対向して配置され、これら基板間にカイラル剤
が添加されたネマチック液晶を介在させて液晶セルが形
成され、かつ前記電極に選択的に電圧を印加して液晶の
光軸を切り替えるスイッチングの手段が形成された双安
定性液晶表示装置の製造方法において、 上方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に
対して垂直方向にネマチック液晶を注入することを特徴
とする双安定性液晶表示装置の製造方法。1. An electrode is formed on a pair of substrates, an alignment film is formed on the electrodes, and the alignment films of both substrates are opposed to each other so that the deposition directions of the alignment films are different from each other and the substrates are substantially parallel to each other. Liquid crystal cells are formed by interposing a nematic liquid crystal added with a chiral agent between these substrates, and a switching means for selectively applying a voltage to the electrodes to switch the optical axis of the liquid crystal is formed. In the method for manufacturing a bistable liquid crystal display device described above, a nematic liquid crystal is injected in a direction perpendicular to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate. Production method.
基板の配向膜の上に、その配向膜の蒸着方向に対して垂
直方向に感光性樹脂のパターンを設けた後、上方又は下
方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直
方向付近から行われる請求項1記載の双安定性液晶表示
装置の製造方法。2. A nematic liquid crystal is injected onto an alignment film of an upper or lower substrate to form a pattern of a photosensitive resin in a direction perpendicular to a vapor deposition direction of the alignment film, and then, either of the upper or lower substrate. 2. The method for manufacturing a bistable liquid crystal display device according to claim 1, wherein the bistable liquid crystal display device is manufactured in the vicinity of a direction perpendicular to the vapor deposition direction of one of the alignment films.
基板の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に磁界をかけ
ながら、上方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸
着方向に対して垂直方向付近から行われる請求項1記載
の双安定性液晶表示装置の製造方法。3. The nematic liquid crystal is injected perpendicularly to the vapor deposition direction of either the upper or lower substrate while applying a magnetic field in the direction perpendicular to the vapor deposition direction of the upper or lower substrate. The method for manufacturing a bistable liquid crystal display device according to claim 1, wherein the method is performed from the vicinity of the direction.
チック液晶を加熱することによってネマチック液晶の相
をアイソトロピック相に保持した後、上方又は下方基板
のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付
近から行われる請求項1記載の双安定性液晶表示装置の
製造方法。4. The injection of the nematic liquid crystal is carried out by heating the substrate and the nematic liquid crystal to hold the phase of the nematic liquid crystal in the isotropic phase, and then, with respect to the vapor deposition direction of the alignment film on either the upper or lower substrate. 2. The method for manufacturing a bistable liquid crystal display device according to claim 1, wherein the method is performed from near the vertical direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7817893A JPH06289407A (en) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Production of bistable liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7817893A JPH06289407A (en) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Production of bistable liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06289407A true JPH06289407A (en) | 1994-10-18 |
Family
ID=13654717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7817893A Pending JPH06289407A (en) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Production of bistable liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06289407A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7196765B2 (en) | 2003-11-21 | 2007-03-27 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal device and electronic apparatus, and method for fabricating liquid crystal device |
-
1993
- 1993-04-05 JP JP7817893A patent/JPH06289407A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7196765B2 (en) | 2003-11-21 | 2007-03-27 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal device and electronic apparatus, and method for fabricating liquid crystal device |
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