JPH06308500A - 強誘電性液晶表示素子 - Google Patents

強誘電性液晶表示素子

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JPH06308500A
JPH06308500A JP5098082A JP9808293A JPH06308500A JP H06308500 A JPH06308500 A JP H06308500A JP 5098082 A JP5098082 A JP 5098082A JP 9808293 A JP9808293 A JP 9808293A JP H06308500 A JPH06308500 A JP H06308500A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrodes
crystal display
substrate
strip
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Pending
Application number
JP5098082A
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English (en)
Inventor
Koichi Fujimori
孝一 藤森
Tokihiko Shinomiya
時彦 四宮
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 互いに対向する上側および下側基板と、上側
基板上に行方向に所定間隔をあけて平行配列された複数
の上側帯状電極と、下側基板上に列方向に所定間隔をあ
けて平行配列された複数の下側帯状電極と、上側および
下側基板にそれぞれ上側および下側帯状電極を覆うよう
に形成された配向膜と、上側基板の上側帯状電極の各間
隔部分に上側帯状電極に平行に立設され上側および下側
基板との間隔を規制するための帯状の壁部材と、上側基
板の上側帯状電極および下側基板の下側帯状電極上に互
いに電極間の間隙に対応する領域に形成される導電性の
金属薄膜と、上側および下側基板の間隙に封入された強
誘電性液晶を備える。 【効果】 液晶セルの上下基板が複数の壁部材で接続さ
れてセルの剛性が向上すると共に、液晶が壁部材で細か
く仕切られるので、液晶表示素子の耐衝撃性が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、文字や映像を表示する
強誘電性液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】強誘電性液晶は、メモリ性、高速応答性
などの特徴を有するので、従来のTN型やSTN型の液
晶では不可能な大表示素子への適用が大きく期待されて
いる。従来の強誘電性液晶表示素子の製造方法は、TN
型素子と同様に2枚の相対する基板に電極と配向膜を設
け、その基板の電極側にスペーサを散布し、シール材を
用いて基板をはりあわせ、その基板の間隙に強誘電性液
晶を封入するというものである。
【0003】ところで、この強誘電性液晶における表示
モードでは、一般的にカイラルスメクティックC(Sm
*C)相という結晶構造に近い層構造を用いる。強誘電
性液晶の液晶分子は、通常の状態では螺旋構造をしてい
るが、液晶層厚を螺旋構造の螺旋ピッチよりも小さく選
ぶことによって、強誘電性液晶は2つの安定な配向状態
をとることが知られている。これら2つの配向状態と
は、順方向の電界、例えば正の電圧に対しては第1の配
向状態となり、逆方向の電界、例えば負の電圧に対して
は第2の配向状態となる。
【0004】また、このカイラルスメクティックC(S
m*C)相は外部衝撃に非常に弱いという欠点があり、
この強誘電性液晶を用いた表示モードの実用化は非常に
難しい状況である。この対策法としては、特開平2−2
98919号公報に、スペーサにセル厚制御用のスペー
サと接着性スペーサの混合物を用いた方法が開示されて
いる。
【0005】また、特開昭59−201021号公報に
は、セル内にセル厚制御用スペーサを用いず樹脂の柱状
部材を設け、その部材によってセル厚を制御し、さらに
この部材をラビングして配向膜としても用いる方法が開
示されている。さらに、特開平3−192334号公報
には、配向処理した基板上にフォトリソグラフィを用い
て高分子壁を網目状に作製し、その壁間に液晶を滴下し
た後はりあわせたセルが記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セル厚
を均一に制御しながら、セルの耐衝撃性を十分に向上さ
せることは容易ではない。
【0007】この発明はこのような事情を考慮してなさ
れたもので、液晶セルを構成する二枚の基板間にストラ
イプ状の壁を設けることにより、セル厚が均一に保持さ
れると共に、耐衝撃性にすぐれた強誘電性液晶表示素子
を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、互いに対向
する上側および下側基板と、上側基板上に行方向に所定
間隔をあけて平行配列された複数の上側帯状電極と、下
側基板上に列方向に所定間隔をあけて平行配列された複
数の下側帯状電極と、上側および下側基板それぞれ上側
および下側帯状電極を覆うように形成された配向膜と、
上側基板の上側帯状電極の各間隔部分に上側帯状電極に
平行に立設され上側および下側基板との間隔を規制する
ための帯状の壁部材と、上側基板の上側帯状電極および
下側基板の下側帯状電極上に互いに電極間の間隙に対応
する領域に形成される導電性の金属薄膜と、上側および
下側基板の間隙に封入された強誘電性液晶を備えた強誘
電性液晶表示素子を提供するものである。
【0009】
【作用】帯状の壁部材が、上側基板の上側帯状電極の各
間隔部分に上側帯状電極に平行に立設されているので、
この壁部材によって上側および下側基板との間隔が規制
される。従って、セル厚が均一に保持されると共に、セ
ル自体の剛性が増大し、耐衝撃性も向上する。また、帯
状の電極上に金属が形成されているのでこの壁部材と金
属を組み合わせることにより1絵素の四方をとりかこむ
マトリックス構造を形成することができる。
【0010】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。これによって、この発明が限定されるもの
ではない。
【0011】実施例1 図1は実施例1において製作される液晶表示素子の縦断
面図、図2は図1の要部分解斜視図である。図1および
図2に示すように、2枚の基板1a,1bの上に、ウエ
ットエッチング法によりITO(酸化インジウム及び酸
化スズの混合物)からなる複数の平行帯状電極2a,2
bを形成する。基板1a,1bとしては、フリントガラ
ス(日本板ガラス(株)厚さ1.1mm,サイズ300mm
×300mm)を使用し、帯状電極2a,2bは、厚さ2
000Å、幅100μm、電極間隔25μmとし、基板
1a,1bにそれぞれ2000本ずつ形成する。
【0012】次に、帯状電極2a,2bが形成された基
板1a,1b上に、ポリイミド(PSI−A−2101
−S02,チッソ(株)製)を塗布し、熱処理を行うこ
とにより配向膜3a,3bを形成した後、ナイロン布を
用いて配向膜3aについては電極2aの長手方向に、配
向膜3bについては電極2bと直角方向に、それぞれラ
ビング処理を行う。なお、図2では配向膜3a,3bは
省略されている。
【0013】次いで、基板1a上にスペーサ(直径1.
5μmの真絲球、触媒化成(株)製)とポジ型フォトレ
ジスト(OFPR−800,東京応化(株)製)の均一
混合物をスピンコート法により塗布し、露光、現像工程
を経て基板1aの電極間上に電極2aの長手方向、つま
り、ラビング方向と平行にパターニングして、レジスト
のストライプの壁7を形成する。その後、基板1a,1
bを、ラビング方向が一致するように、また電極2a,
2bが互に直交するようにシール材4ではりあわせ、セ
ルを形成する。このとき、壁7は上下の配向膜3a,3
bに密着した状態にある。このセル内に強誘電性液晶材
料ZLI−4237−000(メルク社)を等方性液体
状態を示す状態で真空注入をおこなった。
【0014】上述のようにして得られた液晶表示素子を
用いて耐衝撃性信頼試験を行った。圧力試験において
は、液晶パネルに0.5mm/minの速度で5kgf/cm2の圧
力を印加することにより、また、落下試験においては、
液晶表示素子を5cmの高さから床面に自然落下させるこ
とにより、液晶表示素子の配向の乱れ具合を調べたとこ
ろ、上記2種類の試験のいずれにおいても、液晶の配向
の乱れは皆無であった。従って、この液晶表示素子は、
液晶の耐衝撃性も良好で、セル厚を厳密に維持し得るこ
とが判った。
【0015】実施例2 図3は実施例2において製作される液晶表示素子の縦断
面図である。図3に示すように、基板21a,21b上
に電極22a,22bを形成した後、まず、基板21a
の電極間に実施例1と同様のストライプ状の壁27を電
極22aの長手方向に形成する。その後、壁27を形成
した基板21aに、配向膜23aを塗布してストライプ
状の壁27の長手方向に沿ってラビング処理を行う。
【0016】また、もう一方の基板21bについては、
電極22b上に配向膜23bを塗布し、電極22bに直
交する方向にラビングを行う。その後、ラビング方向が
一致するように、また電極22a,22bが直交するよ
うにシール材24を用いて基板21a,21bをはりあ
わせ、セルを形成する。このとき壁27は基板21aと
配向膜23bに密着した状態にある。
【0017】次に、このセルに強誘電性液晶材料(ZL
I−4237−000,メルク(株)製)26を等方性
液体状態で真空注入法により注入する。上述のようにし
て得られた液晶表示素子の配向状態には、全く問題な
く、均一な配向が得られた。またこの液晶パネルを用い
て実施例1と同様に耐衝撃性信頼試験を行った。
【0018】圧力試験においては、液晶パネルに0.5
mm/minの速度で5kgf/cm2の圧力を印加することによ
り、また、落下試験においては、液晶表示素子を5cmの
高さから床面に自然落下させることにより、液晶表示素
子の配向の乱れ具合を調べたところ、上記2種類の試験
のいずれにおいても、液晶の配向の乱れは皆無であっ
た。従って、この液晶表示素子は、液晶の耐衝撃性もよ
く、セル厚を厳密に維持し得ることが判った。
【0019】実施例3 図4は実施例3において製作される液晶表示素子の縦断
面図、図5は図4の要部上面図、図6は図4の要部斜視
図である。これらの図に示すように、2枚の基板11
a,11b上に、ウエットエッチング法によりITO
(酸化インジウム及び酸化スズの混合物)からなる複数
の平行帯状電極12a,12bを形成する。
【0020】基板11a,11bとしてはフリントガラ
ス(日本板ガラス(株)製、厚さ1.1mm,サイズ40
0mm×400mm)を使用し、帯状電極12a,12bは
厚さ1500Å、幅200μm、電極間隔25μmと
し、基板11a,11b上にそれぞれ2000本ずつ形
成する。帯状電極12a,12b上にそれぞれ図5、図
6に示すような形状でアルミニウムをスパッタ法にて堆
積させ、遮光導電部15a,15bを形成する。
【0021】なお、遮光導電部15aは帯状電極12b
の各間隔部分を遮光すると共に帯状電極12aの電気抵
抗を低下させるために設けられ、また遮光導電部15b
は帯状電極12aの各間隔部分を遮光すると共に帯状電
極12bの電気抵抗を低下させるために設けられる。
【0022】次に、帯状電極12a,12bが形成され
た基板11a,11bの上にポリイミド(PSI−A−
2101−S02,チッソ(株)製)を塗布し、熱処理
を行うことにより、配向膜13a,13bを形成した
後、配向膜13aについては電極12aの長手方向に、
配向膜13bについては電極12bと直角方向に、ナイ
ロン布を用いてそれぞれラビング処理を行う。
【0023】次に、基板11aの上にスペーサ(直径
1.5μmの真絲球、触媒化成(株)製)とネガ型フォ
トレジスト(OMR−83,東京応化(株)製)の均一
混合物をスピンコート法により塗布し、露光、現像工程
を経て基板11aの電極間上に電極12aの長手方向、
つまり、ラビング方向と平行にパターニングしてレジス
トのストライプの壁17を形成する。その後、基板11
aと11bを、ラビング方向が一致するように、また、
電極12aと12bが互に直交するようにシール材14
ではりあわせ、セルを形成する。このとき壁17は上下
の配向膜13a,13bに密着した状態にある。
【0024】次に、強誘電性液晶材料(ZLI−423
7−000,メルク(株)製)16を等方液体状態で真
空注入法により注入する。上述のようにして得られた液
晶表示素子を用いて耐衝撃性信頼試験を行った。圧力試
験においては、液晶表示素子に0.5mm/minの速度で5
kgf/cm2〜15kgf/cm2の圧力を印加することにより、ま
た、落下試験においては、液晶表示素子を5〜15cmの
高さから床面に自然落下させることにより、また、ハン
マー衝撃試験では、8kg〜11.5kg、65〜75Gの
衝撃を加えることにより、液晶の配向の乱れ具合を調べ
た。その結果を表1に示す。
【0025】また、絵素間の光の遮光状態を顕微鏡で観
察したところ、透過量は肉眼でほぼ皆無であった。ま
た、電圧をかけたときの表示特性は均一となり表示品位
もかなり高いものとなった。よって、この液晶表示素子
は、液晶の耐衝撃性もよく、樹脂の壁と電極上の遮光導
電部とによって絵素間の間隙を完全に遮光することがで
き、またセル厚を厳密に維持し得ることも判った。
【0026】
【表1】
【0027】比較例1 実施例3において、壁17を形成する代りに基板11a
の配向膜13a上に乾式散布法によりスペーサ(直径
1.5μmの真絲球、触媒化成(株)製)を散布し、そ
の他はすべて実施例3と同様にして比較例1の液晶表示
素子を製作した。
【0028】比較例1の液晶表示素子を用いて、実施例
3と同様の3種類の試験を行った。つまり、圧力試験、
落下試験、ハンマー試験を実施し、それぞれの試験で液
晶の配向の乱れを観察した。その結果を表2に示す。
【0029】
【表2】
【0030】比較例2 実施例1において、配向膜3aについては電極2aと直
角方向に、配向膜3bについては、電極2bの長手方向
に、それぞれラビング処理を行い、その他は全て実施例
1と同様にして比較例2の液晶表示素子を製作した。
【0031】比較例2の液晶表示素子を偏向顕微鏡を用
いて初期配向状態を観察したところ、実施例1、つま
り、ラビング方向と平行にストライプ状の壁を設けた場
合に比べて、非常にディスクリネーションが多く、ま
た、電圧を印加したときの液晶のメモリ特性は、実施例
1に比べて、非常に劣るものであった。
【0032】このように、本願発明におけるストライプ
状でラビング方向と平行な樹脂の壁の耐衝撃性効果は大
きく、詳しくは圧力試験においては約20倍、落下試験
においては約10倍、ハンマー試験においては約4倍の
耐久性の向上が見られた。この程度の耐久性が得られて
いれば強誘電性液晶の耐衝撃性の問題は解決されたと言
ってもよい。また、帯状電極の間の光の透過量はクロス
ニコル下で肉眼でほぼ皆無であり、壁は、絵素間の遮光
の役目を十分はたすことができる。さらに帯状電極上に
遮光導電部を設けると、表示画面上の非絵素部を完全に
遮光することができ、表示特性がきわめて高いものとな
る。
【0033】
【発明の効果】この発明によれば、液晶セルの上下基板
が複数の壁部材で接続されてセルの剛性が向上すると共
に、液晶が壁部材で細かく仕切られるので、液晶表示素
子の耐衝撃性が向上する。またこの壁部材を帯状の電極
上に形成された金属薄膜を組み合わせることで1絵素の
四方を囲むマトリックス構造を形成することができ絵素
間の遮光を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1を示す縦断面図である。
【図2】図1の要部分解斜視図である。
【図3】実施例2を示す縦断面図である。
【図4】実施例3を示す縦断面図である。
【図5】図4の要部上面図である。
【図6】図4の要部斜視図である。
【符号の説明】
1a,1b 基板 2a,2b 帯状電極 3a,3b 配向膜 4 シール材 6 液晶 7 壁

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに対向する上側および下側基板と、
    上側基板上に行方向に所定間隔をあけて平行配列された
    複数の上側帯状電極と、下側基板上に列方向に所定間隔
    をあけて平行配列された複数の下側帯状電極と、上側お
    よび下側基板それぞれ上側および下側帯状電極を覆うよ
    うに形成された配向膜と、上側基板の上側帯状電極の各
    間隔部分に上側帯状電極に平行に立設され上側および下
    側基板との間隔を規制するための帯状の壁部材と、上側
    基板の上側帯状電極および下側基板の下側帯状電極上に
    互いに電極間の間隙に対応する領域に形成される導電性
    の金属薄膜と、上側および下側基板の間隙に封入された
    強誘電性液晶を備えた強誘電性液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 前記壁部材が、粒子状の間隙保持用スペ
    ーサを含んでいることを特徴とする請求項1記載の液晶
    表示素子。
  3. 【請求項3】 前記壁部材の高さと前記間隙保持用スペ
    ーサの粒径がほぼ同一であることを特徴とする請求項2
    記載の液晶表示素子。
  4. 【請求項4】 前記配向膜に施されるラビングの方向が
    前記帯状の壁部材の長手方向とほぼ一致することを特徴
    とする請求項1記載の液晶表示素子。
JP5098082A 1993-04-23 1993-04-23 強誘電性液晶表示素子 Pending JPH06308500A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5644371A (en) * 1994-07-25 1997-07-01 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and method for producing the same
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