JPH08286190A - 強誘電性液晶素子の製造方法 - Google Patents

強誘電性液晶素子の製造方法

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JPH08286190A
JPH08286190A JP7109012A JP10901295A JPH08286190A JP H08286190 A JPH08286190 A JP H08286190A JP 7109012 A JP7109012 A JP 7109012A JP 10901295 A JP10901295 A JP 10901295A JP H08286190 A JPH08286190 A JP H08286190A
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crystal display
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Kei Ri
継 李
Toshiaki Nonaka
敏章 野中
Ayako Takechi
彩子 武市
Hidemasa Yamaguchi
英将 山口
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Abstract

(57)【要約】 【目的】強誘電性液晶表示素子の製造方法において、欠
陥のない均一な液晶の配向を得るための改良された方法
を提供すること。 【構成】少なくともN*相およびSmC*相を示す強誘
電性液晶および配向膜としての有機高分子膜または無機
物質の斜方蒸着膜を含む強誘電性液晶素子において、一
度N*相より低温側の相の温度領域に降温し、次にN*
相の温度領域に昇温することにより液晶を配向させるこ
とを特徴とする液晶表示素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子の製造方
法に関する。さらに詳しくは、本発明は、N*相への昇
温処理またはN*相における電場処理、またはこれらを
組み合わせた処理により、均一で欠陥のない液晶の配向
を得ることを特徴とする、液晶表示素子の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術と問題点】ここ10年間、液晶の電気光学
的性質及び表示素子としての性質が必要とされるさまざ
まな技術分野(例えば時計、電卓、タイプライターの表
示部など)において液晶が導入されてきた。これらの液
晶素子は、液晶化合物のネマチック、コレステリック、
またはスメクチック相における誘電性配向効果に基づい
ており、これらの液晶相においては、誘電異方性のため
に、化合物の分子の長軸は印加電界中で選択的な配向を
とる。表示素子の通常の応答時間は、液晶の応用が可能
なその他の多くの分野にとっては長すぎる。この欠点は
特に、多くのピクセルに電界を印加しなければならない
場合に顕著である。この問題を解決するためにTFT
(Thin Film Transistor)を使っ
たアクティブ・モードが有効であるが、比較的広い画面
面積を有する機器の生産コストは、一般的に高すぎる。
【0003】ネマチックおよびコレステリック液晶の
他、光学的に活性なスメクチック液晶相もまた、ここ数
年間にその重要性が増大している。
【0004】クラーク(Clark)およびラガヴァー
ル(Lagerwall)は、非常に薄いセルの中にお
いて強誘電性液晶系を使用すると、通常のTN(ツイス
テッド・ネマチック)セルの1000倍も速い応答時間
を示す電気光学的スイッチングまたは表示素子が得られ
ることを明らかにした。(例えば、ラガヴァール等、
「ディスプレイ用強誘電性液晶(Ferroelect
oric LiquidCrystal Displa
ys, SID Symposium, Octobe
r Meeting, 1985, San Dieg
o, Ca,USA)」)。このような性質、あるい
は、双安定性スイッチング、高視野角性、高コントラス
トなどのその他の好ましい性質のため、強誘電性液晶
(FLC)は原理的には上述の応用分野、例えばマトリ
ックス・アドレスを用いる分野に適している。
【0005】強誘電性液晶を配向させる手段としては従
来ラビング法、あるいは斜め蒸着法などが用いられてい
る。ラビング法は、透明電極上に有機高分子膜をスピン
コーティング、あるいは印刷等で形成させた後、有機高
分子製の布を巻き付けたローラーを回転させて有機高分
子膜を擦ることにより、液晶分子を擦った方向に配向さ
せる方法である。この方法は、量産性に優れているが、
液晶分子の基板からの傾き角(プレチルト角)が0°か
ら10°程度のパネルしかできない。
【0006】これ以上のプレチルト角が必要な場合に
は、SiOのような無機物の斜め蒸着法が用いられてき
た。この方法を用いることにより、ジクザグ欠陥をなく
し、大きなプレチルトを持つモノドメイン配向を得るこ
とができる。
【0007】欠陥のない配向を得るためには、上記いず
れかの配向法又はその他の方法で作製したセルに液晶を
注入した後、例えば特公平6−64273に記載されて
いるように、一般に徐冷することが必要である。
【0008】しかし、上述のような徐冷による配向法だ
けでは完全に欠陥のない配向を得ることができない場合
がある。特に、界面が平滑でないSiO斜方蒸着法や、
スペーサを散布しているなどの場合には、配向膜表面の
凹凸が核となり、ネマチック相においてディスクリネー
ションラインが形成され、あるいはねじれた配向が存在
することがある。ネマチック相におけるこのような欠陥
は、スメクチック相になってもそのまま欠陥として残
り、表示品質に悪影響を及ぼす。
【0009】したがって、欠陥のない均一な液晶の配向
を得るための改良された方法が求められていた。
【0010】
【問題を解決するための手段】本発明は、少なくともN
*相およびSmC*相を示す強誘電性液晶および配向膜
としての有機高分子膜または無機物質の斜方蒸着膜を含
む強誘電性液晶素子において、一度N*相より低温側の
相の温度領域に降温し、次にN*相の温度領域に昇温す
ることにより液晶を配向させることを特徴とする液晶表
示素子の製造方法を提供する。N*相より低温側の相と
は、例えばSmA、SmC*、SmI*、SmH*、S
mB、SmE、結晶(Crystal)等の相をいう。
このような相にまで降温することによって、N*相にお
いてスペーサや凹凸などのきっかけにより形成されたデ
ィスクリネーションライン等の欠陥に変形を与え、次に
再びN*相まで昇温することによって、欠陥が緩和さ
れ、均一で欠陥のない配向を得ることができると考えら
れる。本発明の方法においては、N*相の温度領域のな
かでもねじれ配向を持たない、かつ水平配向のN*相の
温度領域にまで昇温することが好ましい。
【0011】本発明の別の態様によれば、本発明は、少
なくともN*相およびSmC*相を示す強誘電性液晶お
よび有機高分子膜または無機物質の斜方蒸着膜を配向膜
として含み、水平配向をしている強誘電性液晶素子にお
いて、N*相において電場を印加することにより液晶を
配向させることを特徴とする液晶表示素子の製造方法を
提供する。印加する電場は、三角波、sin波、矩形
波、パルス波等の各種の波形を有するものを用いること
ができる。N*相においてこのような電場を印加するこ
とにより、ディスクリネーションライン及びそれによる
欠陥を消し、均一な配向を得ることができる。これは、
ディスクリネーションラインおよび欠陥のきっかけとな
るスペーサや凹凸に刺激を与えることによって、ディス
クリネーションラインをを形成するきっかけを断ち切る
ためであると考えられる。
【0012】本発明の方法においては、さらに好ましく
は、上記の昇温・降温による配向方法および電場の印加
による配向方法が組み合わせて用いられる。
【0013】本発明にしたがって液晶を配向させること
により、注入後に徐冷する従来の方法に比べてより均一
な配向を得ることができる。さらに、徐冷する必要がな
いために配向に要する時間を短縮することができる。
【0014】
【実施例】以下実施例により本発明の特徴および効果を
具体的に示すが、説明するためのもので、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。
【0015】(実施例1)ピンホールの開いた、蓋付き
タンタル製ボートにSiO粉末を入れ、それを抵抗加熱
することによりITOが設けられたガラス基板上に、膜
厚800ÅのSiO斜方蒸着膜を形成した。蒸着時の真
空度および蒸着速度はそれぞれ、1×10-5torr、
7Å/秒であった。
【0016】このように処理されたSiO斜方蒸着基板
を、350℃のオーブンで1時間加熱した後、1.5μ
mのセルギャップで蒸着方向が平行になるように基板を
組み合わせてセルを作製した。このセル中に下記に示さ
れるような組成の強誘電性液晶組成物Aを、真空オーブ
ン中、等方相で注入した。
【0017】強誘電性液晶組成物Aの組成:
【化1】 強誘電性液晶組成物Aの特性: 相転移温度 Cryst 1 Sc 64 Sa 71
N 84 I 自発分極 Ps=14nC・cm-2 (25℃)。
【0018】このようにして製造した液晶セルを27℃
(SmC*相)まで冷却したところ、図1−aで見られ
るようにフォーカルコニックを含む多数の欠陥が存在し
ていた。このセルをN*相(72℃)に加熱したとこ
ろ、SmC*相(図1−a)、SmA相(図1−b,1
−c)で存在していた欠陥が消え、均一な配向が得られ
た(図2−d)。このセルをそのまま室温(27℃)ま
で冷却したところ、均一なSmA相(図2−e)および
SmC*相(図2−f)の配向が得られた。この方法を
使用した場合には、すべての冷却過程において徐冷の必
要はなかった。
【0019】(実施例2)実施例1と同様の方法でSi
O斜方蒸着セルを作製し、強誘電性液晶組成物Aを等方
相において注入した後、従来の徐冷法によりIso相か
ら1℃/分の速度でN*相(72℃)まで徐冷したとこ
ろ、スペーサや突起などをきっかけとするディスクリネ
ーションラインが残っていた(図3−a)。このセルを
暫くこの温度に維持しても、ディスクリネーションライ
ンは消えなかった。次に、このセルをさらにSmA相
(67℃)まで降温した。N*相で見られたディスクリ
ネーションラインが変形した形でSmA相の欠陥として
残っていた(図3−b)。そこで、本発明の方法にした
がって、再びこのセルをN*相(72℃)に昇温したと
ころ、これらの欠陥が消え、欠陥のない均一な配向が得
られた(図3−c)。そのままセルを室温まで降温させ
ても欠陥は現れなかった。
【0020】(実施例3)実施例1において、SiO斜
方蒸着セルの代わりに、有機配向膜を用いてセルを作製
した。有機配向膜としてはヘキスト社製POLIX8A
を使用した。POLIX8Aの配向膜を膜厚200Åで
形成した後、ラビング処理をしてセルを作製した。この
セルに、強誘電性液晶組成物Aを等方相において注入
し、1℃/分の速度で徐冷した。図4で示したように、
徐冷過程においてN*相で形成されたディスクリネーシ
ョンライン(図4−a)が、SmA相(図4−b)およ
びSmC*相(図4−c)になっても残っていた。
【0021】次に、実施例2と同様にこのセルを再びN
*相に昇温したところ、欠陥が消えた(図5−d)。こ
のセルからは、徐冷を用いなくても均一なSmA相(図
5−e)およびSmC*相(図5−f)の配向を得るこ
とができた。
【0022】(実施例4)左半分はITOが設けられて
いないガラス基板を用いたこと以外は実施例1と同様の
セルを作製し、強誘電性液晶組成物Aを等方相において
注入し、1℃/分の速度でN*相に徐冷した。図6−a
で示すように多くのディスクリネーションラインが存在
した。そのセルに図9に示すパルス波を印加したとこ
ろ、1分、3分と時間が経つにつれ、セルの右半分側に
組み込まれた電極上にあるディスクリネーションライン
が消えていった(図6−b、6−c)。
【0023】(実施例5)実施例4と同様にしてセルを
作製し、パルス波の替わりに1kHz、Vpp=24V
の三角波を用いて電場を印加した。図7−a、図7−b
に示すように、N*相において電極上に存在していたデ
ィスクリネーションラインが消え、均一な配向が得られ
た。
【0024】(実施例6)三角波の替わりに2kHz、
Vpp=24Vのsin波を用い、実施例4と同様に電
場を印加した。図8−a、図8−b、図8−cに示すよ
うに、N*相において電極上に存在していたディスクリ
ネーションラインが消え、均一な配向が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の方法にしたがって配向させ
た液晶の結晶構造を示す写真図面である。
【図2】 図2は、本発明の方法にしたがって配向させ
た液晶の結晶構造を示す写真図面である。
【図3】 図3は、本発明の方法にしたがって配向させ
た液晶の結晶構造を示す写真図面である。
【図4】 図4は、従来の方法にしたがって配向させた
液晶の結晶構造を示す写真図面である。
【図5】 図5は、本発明の方法にしたがって配向させ
た液晶の結晶構造を示す写真図面である。
【図6】 図6は、本発明の方法にしたがって配向させ
た液晶の結晶構造を示す写真図面である。
【図7】 図7は、本発明の方法にしたがって配向させ
た液晶の結晶構造を示す写真図面である。
【図8】 図8は、本発明の方法にしたがって配向させ
た液晶の結晶構造を示す写真図面である。
【図9】 図9は、実施例4において印加したパルス波
の波形を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武市 彩子 埼玉県川越市南台1−3−2 ヘキストイ ンダストリー株式会社先端材料技術研究所 内 (72)発明者 山口 英将 埼玉県川越市南台1−3−2 ヘキストイ ンダストリー株式会社先端材料技術研究所 内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともN*相およびSmC*相を示
    す強誘電性液晶および配向膜としての有機高分子膜また
    は無機物質の斜方蒸着膜を含む強誘電性液晶素子におい
    て、一度N*相より低温側の相の温度領域に降温し、次
    にN*相の温度領域に昇温することにより液晶を配向さ
    せることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の液晶表示素子において、
    一度N*相より低温側の相の温度領域に降温し、次にね
    じれを持たない、かつ水平配向のN*相の温度領域に昇
    温することにより液晶を配向させることを特徴とする液
    晶表示素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の液晶表示素子において、
    N*相において電場を印加することにより液晶を配向さ
    せることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1、請求項2及び請求項3の方法
    の組み合わせからなる液晶表示素子の製造方法。
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US08/629,582 US5880804A (en) 1995-04-10 1996-04-09 Process for producing ferroelectric liquid crystal device

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EP0737881A3 (en) 1997-12-29
US5880804A (en) 1999-03-09
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