JPH0650368B2 - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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- JPH0650368B2 JPH0650368B2 JP61157915A JP15791586A JPH0650368B2 JP H0650368 B2 JPH0650368 B2 JP H0650368B2 JP 61157915 A JP61157915 A JP 61157915A JP 15791586 A JP15791586 A JP 15791586A JP H0650368 B2 JPH0650368 B2 JP H0650368B2
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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
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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、蒸着器等大型の装置を要し、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、蒸着器等大型の装置を要し、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決して、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なプレ
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ウ(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。
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ウ(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。
［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うち一方を
印刷法又はフォトリソグラフィー法を用いて所定の予め
決められたパターン形状の微小領域として形成し、かつ
該ホモジニアス配向領域と該ホメオトロピック配向領域
との面積比を所定の予め決められた値に設定してなるこ
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うち一方を
印刷法又はフォトリソグラフィー法を用いて所定の予め
決められたパターン形状の微小領域として形成し、かつ
該ホモジニアス配向領域と該ホメオトロピック配向領域
との面積比を所定の予め決められた値に設定してなるこ
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、これ等プレティ
ルト角がほぼ90°〜０°の間の任意の値を有する二種の
配向処理であって、これ等が同一基板面で各々微小領域
を形成して分散配置してなるものである。
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、これ等プレティ
ルト角がほぼ90°〜０°の間の任意の値を有する二種の
配向処理であって、これ等が同一基板面で各々微小領域
を形成して分散配置してなるものである。
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
を形成して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、この異種配向能を示す微小領域の最大線巾
は、異る配向処理間の配向能力の差異の大小によっても
左右される。配向能の差異が小さい処理を組合せた場合
には、この綿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な配向同志を組合せ
時は互いに微小な領域で分散させることを要する。
を形成して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、この異種配向能を示す微小領域の最大線巾
は、異る配向処理間の配向能力の差異の大小によっても
左右される。配向能の差異が小さい処理を組合せた場合
には、この綿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な配向同志を組合せ
時は互いに微小な領域で分散させることを要する。
本発明においては、この相異なる配向能の形状として
は、この最大線巾以外は特に規定しないが、相異なる配
向能間の表面積比を変えることでプレティルト角制御を
行うことを特徴とするものである。
は、この最大線巾以外は特に規定しないが、相異なる配
向能間の表面積比を変えることでプレティルト角制御を
行うことを特徴とするものである。
従って、使用する複数の配向処理表面の面積比が設計、
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、この表面にあらかじめ設
計、製造上面積比が規定できる他の配向能を持つパター
ンを形成するものである。
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、この表面にあらかじめ設
計、製造上面積比が規定できる他の配向能を持つパター
ンを形成するものである。
従って、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を形成しない大きさとして、
通常のTN表示のセル厚では、10μｍ程度、好ましくは６
μｍ程度が上限となる。
向能領域が明確なドメインを形成しない大きさとして、
通常のTN表示のセル厚では、10μｍ程度、好ましくは６
μｍ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。
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。
相異なる配向能としての例は、水平配向処理では高分子
フィルム材料、特にポリイミドやポリビニルアルコール
等が挙げられる。一方、垂直配向処理ではフッ化炭素鎖
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。この他清浄な面では大きな
プレティルト角を持ち易いが、ラビング等の処理で水平
配向もできる中間的材料として無機被膜の例がある。例
えばSiO2、TiO2、Zr2O3、In2O3、チッ化シリコン等があ
る。又一般に金属被膜もこの部類に近い材料として使用
できる。
フィルム材料、特にポリイミドやポリビニルアルコール
等が挙げられる。一方、垂直配向処理ではフッ化炭素鎖
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。この他清浄な面では大きな
プレティルト角を持ち易いが、ラビング等の処理で水平
配向もできる中間的材料として無機被膜の例がある。例
えばSiO2、TiO2、Zr2O3、In2O3、チッ化シリコン等があ
る。又一般に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、プラスチックス等の基
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ル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、すなわち他方の
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、プラスチックス等の基
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ル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、すなわち他方の
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、円状の垂直配
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の配向を
示す領域15′の形状は必ずしも図に示すような円でなく
てもよく、三角形、四角形等の多角形、又網目状その他
任意の形状が用いられる。本発明では、このパターンに
対し充分大きな面をとる時、第１の配向を示す領域14′
の表面積に対し、第２の配向を示す領域15′の表面積の
比を一定とするよう設計、製造上管理し、この面積比に
よって任意の設計値のプレティルト角を得ようするもの
である。
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の配向を
示す領域15′の形状は必ずしも図に示すような円でなく
てもよく、三角形、四角形等の多角形、又網目状その他
任意の形状が用いられる。本発明では、このパターンに
対し充分大きな面をとる時、第１の配向を示す領域14′
の表面積に対し、第２の配向を示す領域15′の表面積の
比を一定とするよう設計、製造上管理し、この面積比に
よって任意の設計値のプレティルト角を得ようするもの
である。
第３図は本発明による構成で得られる時の面積比変化に
対するティルト角変化の傾向を示すグラフである。
対するティルト角変化の傾向を示すグラフである。
同第３図において、横軸が二種の配向能を示す微小領域
の配向面積比で、縦軸が、この配向膜によって作られる
セルの実質的ティルト角である。今、一方の膜ＡはθＡ
のプレティルト角を示す材料である。他方の膜ＢはθＢ
のプレティルト角を示す。図中領域αではＡは配向能の
みによってティルト角が規制され、γの領域ではＢの配
向能のみが支配的である。βの領域が両者の面積比に応
じてティルト角が変化する領域である。図に示すような
α、β、γの領域は使用する配向剤の種類と液晶材の種
類、セル厚、パターン１個の大きさ、形状、パターン間
のピッチ等によって差異を生ずるが、いずれも基本的に
は第３図に示すよう、配向能の面積比に応じて連続的に
ティルト角が変化するものである。
の配向面積比で、縦軸が、この配向膜によって作られる
セルの実質的ティルト角である。今、一方の膜ＡはθＡ
のプレティルト角を示す材料である。他方の膜ＢはθＢ
のプレティルト角を示す。図中領域αではＡは配向能の
みによってティルト角が規制され、γの領域ではＢの配
向能のみが支配的である。βの領域が両者の面積比に応
じてティルト角が変化する領域である。図に示すような
α、β、γの領域は使用する配向剤の種類と液晶材の種
類、セル厚、パターン１個の大きさ、形状、パターン間
のピッチ等によって差異を生ずるが、いずれも基本的に
は第３図に示すよう、配向能の面積比に応じて連続的に
ティルト角が変化するものである。
第４図(a)、(b)、(c)は各々本発明に係る液晶素子の配向
状態の例を示す説明である。
状態の例を示す説明である。
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。16は液晶分子で、
その液晶分子の主軸方向がどちらかに向いているかを示
すものである。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ｌが第２の配向を示す層15
の領域の半径に比較して充分に大きい時、界面での配向
能の差異は分解しなくなる。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、あたかも界
面が第１の配向を示す層14の配向能でも第２の配向を示
す層15の配向能でもない両者の平均プレティルト角を持
つ界面を持つものと等価な挙動を示す。
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。16は液晶分子で、
その液晶分子の主軸方向がどちらかに向いているかを示
すものである。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ｌが第２の配向を示す層15
の領域の半径に比較して充分に大きい時、界面での配向
能の差異は分解しなくなる。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、あたかも界
面が第１の配向を示す層14の配向能でも第２の配向を示
す層15の配向能でもない両者の平均プレティルト角を持
つ界面を持つものと等価な挙動を示す。
即ち、第４図(a)ではホモジニアス面積比が多く、第４
図(b)、(c)になるに従ってホメオトロピック領域が多い
状態を示す。この時バルク領域のプレティルト角はθ１
からθ２、θ３と次第に大きくなる。
図(b)、(c)になるに従ってホメオトロピック領域が多い
状態を示す。この時バルク領域のプレティルト角はθ１
からθ２、θ３と次第に大きくなる。
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。
本発明はプレティルト角制御を行う為の基本的構成を提
供するものであるが、液晶表示器等に於いては、プレテ
ィルト角と同時に、面に投影した液晶のダイレクタの方
向が揃っている一軸性が重要である。本発明では、この
一軸性を、いわゆる“ラビング”を用いることで容易に
達成することができる。
供するものであるが、液晶表示器等に於いては、プレテ
ィルト角と同時に、面に投影した液晶のダイレクタの方
向が揃っている一軸性が重要である。本発明では、この
一軸性を、いわゆる“ラビング”を用いることで容易に
達成することができる。
即ち、表面を綿布等を用い一方向に“こする”ことで一
軸配向処理が得られる。従来では、ラビングの方法はプ
レティルト角を制御する意味でもラビング時の“強さ”
や“相対的速度”や“回数”を種々注意深く吟味して用
いられたが、その制御範囲は微少で、かつデリケートで
あった。本発明では、基本的に二種の配向能材を選べ
ば、此の面積比を決めることで正確に定められたプレテ
ィルトを持つ一軸配向処理が得られる。
軸配向処理が得られる。従来では、ラビングの方法はプ
レティルト角を制御する意味でもラビング時の“強さ”
や“相対的速度”や“回数”を種々注意深く吟味して用
いられたが、その制御範囲は微少で、かつデリケートで
あった。本発明では、基本的に二種の配向能材を選べ
ば、此の面積比を決めることで正確に定められたプレテ
ィルトを持つ一軸配向処理が得られる。
これは斜方蒸着等と比較して極めて簡便なプレティルト
角制御手段となる。この様な配向処理を適用できる液晶
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。
角制御手段となる。この様な配向処理を適用できる液晶
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。
また、本発明においては、配向処理法は表面の材質で規
制される分子配向法であるので、一度微小領域に形成し
た配向処理面を別の材料で覆ったり、除去しなり限り配
向能に変化がなく、したがって処理後、メタノール、エ
タノール、プロピルアルコール等の低級アルコールで洗
浄することができ、従来の配向処理に比較して外乱に強
い配向処理を行うことができる。
制される分子配向法であるので、一度微小領域に形成し
た配向処理面を別の材料で覆ったり、除去しなり限り配
向能に変化がなく、したがって処理後、メタノール、エ
タノール、プロピルアルコール等の低級アルコールで洗
浄することができ、従来の配向処理に比較して外乱に強
い配向処理を行うことができる。
［作用］ 本発明の液晶素子は、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その占める面積比を変えて分
散して形成し、かつ少なくとも一種の微小領域がパター
ンを形成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。
配向能を有する微小領域をその占める面積比を変えて分
散して形成し、かつ少なくとも一種の微小領域がパター
ンを形成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、2.0μｍφの円形の微小領域のパター
ンをオクタデシルエトキシシラン0.5wt％イソプロピル
アルコール溶液を用い、表１に示す所定面積比によって
印刷した。
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、2.0μｍφの円形の微小領域のパター
ンをオクタデシルエトキシシラン0.5wt％イソプロピル
アルコール溶液を用い、表１に示す所定面積比によって
印刷した。
印刷後、100℃で１時間加熱し、該基板上を綿布による
ラビングで一軸配向処理し、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ROTN403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。その結果
を表１に示す。
ラビングで一軸配向処理し、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ROTN403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。その結果
を表１に示す。
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、所定の面積比を持つ、1.5μｍφ
の円形の微小領域を、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−11
6の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、所定の面積比を持つ、1.5μｍφ
の円形の微小領域を、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−11
6の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、焼付けた。
トン、MEK等を用いて溶解除去し、更に150〜200℃で１
時間加熱し、焼付けた。
この基板面をラビングによって一軸配向処理を行った。
その後、実施例１の同様の方法で液晶セルを作製し、そ
のプレティルト角の測定を行った。その結果を表２に示
す。
その後、実施例１の同様の方法で液晶セルを作製し、そ
のプレティルト角の測定を行った。その結果を表２に示
す。
［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定の面積比で同一基板面
内にパターン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定の面積比で同一基板面
内にパターン形成した構成からなるので、次のような効
果がある。
使用する二種以上の相異なる配向能を有する微小領域の
選択と面積比によって、任意のプレティルト角を設計、
製造できる効果がある。
選択と面積比によって、任意のプレティルト角を設計、
製造できる効果がある。
この処理手段はスプレーやラビング装置のような簡便な
装置を用いることができ、設備的に見ると斜方蒸着に比
較して有利である。又、生産性も大気圧中の処理でよ
く、高い量産性を持っている。大面積への処理も上記装
置的な簡便さから、斜方蒸着に比較して極めて有利であ
る。
装置を用いることができ、設備的に見ると斜方蒸着に比
較して有利である。又、生産性も大気圧中の処理でよ
く、高い量産性を持っている。大面積への処理も上記装
置的な簡便さから、斜方蒸着に比較して極めて有利であ
る。
更に本発明で用いる材料は、既に実用化されている高い
信頼性を示すホモジニアス材料とホメオトロピック材料
を選べるので、プレティルト角を面積比という設計値に
よってのみ決定できる利点を有する。
信頼性を示すホモジニアス材料とホメオトロピック材料
を選べるので、プレティルト角を面積比という設計値に
よってのみ決定できる利点を有する。
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、又その他
の光変調器等へ容易に活用できる。
TN、SBE、強誘電性液晶、ゲストホストセル、又その他
の光変調器等へ容易に活用できる。
また安定な二種の配向能を示す材料を選ぶだけで所望の
プレティルト角が選べるため、外乱に強く、安定した配
向が得られる。
プレティルト角が選べるため、外乱に強く、安定した配
向が得られる。
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図は二種の配
向能を示す処理の面積比に対するプレティルト角を示す
グラフおよび第４図(a)、(b)、(c)は本発明に係わる液
晶素子の配向状態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 ｌ……セルギャップ
図は基板の配向処理面の部分平面図、第３図は二種の配
向能を示す処理の面積比に対するプレティルト角を示す
グラフおよび第４図(a)、(b)、(c)は本発明に係わる液
晶素子の配向状態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 ｌ……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63−14122（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【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うち一方を印刷法
又はフォトリソグラフィー法を用いて所定の予め決めら
れたパターン形状の微小領域として形成し、かつ該ホモ
ジニアス配向領域と該ホメオトロピック配向領域との面
積比を所定の予め決められた値に設定してなることを特
徴とする液晶素子。 - 【請求項２】前記基板面に形成された微小領域の表面に
ラビング処理が施されている特許請求の範囲第１項記載
の液晶素子。 - 【請求項３】前記微小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 |
|---|---|---|---|
| JP61157915A JPH0650368B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61157915A JPH0650368B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6314123A JPS6314123A (ja) | 1988-01-21 |
| JPH0650368B2 true JPH0650368B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15660236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61157915A Expired - Fee Related JPH0650368B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650368B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0616139B2 (ja) * | 1986-08-04 | 1994-03-02 | キヤノン株式会社 | 液晶光変調器 |
| JPH0830810B2 (ja) * | 1989-09-20 | 1996-03-27 | 松下電器産業株式会社 | 液晶配向膜とその製造法 |
| US5644415A (en) * | 1993-12-20 | 1997-07-01 | Casio Computer Co., Ltd. | Liquid crystal display device having wide field angle |
| JP2670985B2 (ja) * | 1995-02-16 | 1997-10-29 | 大崎工業株式会社 | 突起を備えた路面ラインの敷設装置 |
| JP4397444B2 (ja) * | 1998-12-28 | 2010-01-13 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
| KR20010085680A (ko) * | 1999-07-29 | 2001-09-07 | 모리시타 요이찌 | 액정표시장치 |
| CN1272659C (zh) | 2002-05-31 | 2006-08-30 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置及其生产方法 |
| GB2411735A (en) * | 2004-03-06 | 2005-09-07 | Sharp Kk | Control of liquid crystal alignment in an optical device |
| EP1607790A1 (fr) * | 2004-06-15 | 2005-12-21 | Asulab S.A. | Dispositif d'affichage à cristaux liquides comprenant une couche d'alignement hétérogène |
| JP4709219B2 (ja) | 2005-08-31 | 2011-06-22 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ネマチック液晶を用いた液晶表示装置 |
| FR2939916B1 (fr) * | 2008-12-15 | 2011-04-01 | Essilor Int | Element optique a puissance variable |
| JP2010282156A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶表示装置、液晶表示装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| 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 |
| JP2566760B2 (ja) * | 1986-07-04 | 1996-12-25 | キヤノン株式会社 | 液晶素子 |
-
1986
- 1986-07-07 JP JP61157915A patent/JPH0650368B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6314123A (ja) | 1988-01-21 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |