JPH08320484A

JPH08320484A - 液晶装置

Info

Publication number: JPH08320484A
Application number: JP8026286A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Sekimura; 信行関村; Masaru Kamio; 優神尾; Hideaki Takao; 英昭高尾; Tatsuo Murata; 辰雄村田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1996-01-22
Publication date: 1996-12-03
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JP2654579B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高速応答性とメモリー効果特性を充分に発揮
することのできる信頼性の高い液晶装置を提供する。【解決手段】基板２上のカラーフィルター１１上に鉛
筆硬度ＨＢ以上の保護膜１０が配置され、基板２，３間
の液晶４、液晶４がメモリー効果を発現し得るのに十分
薄い層厚の液晶層を設定させるためのビーズスペーサ９
を有する液晶素子１と、行順次で、行毎に、第１の位相
で、行上の画素に液晶の第１の配向状態に基づく第１の
表示状態を生じさせるパルスを印加し、第２の位相で、
行上の画素のうち、選択された画素に液晶の第２の配向
状態に基づく第２の表示状態を生じさせるパルス及び他
の画素に、第１の表示状態を保持させるパルスを印加す
る行順次書き込み手段とを、有することを特徴とする液
晶装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーディスプレ
イ、特にカラーテレビジョンに適した液晶装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のアクティブマトリクス駆動方式を
用いた液晶テレビジョンパネルでは、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）を画素毎のマトリクス配置し、ＴＦＴにゲー
トオンパルスを印加してソースとドレイン間を導通状態
とし、この時映像画像信号がソースから印加され、キャ
パシタに蓄積され、この蓄積された画像信号に対応して
液晶（例えばツイステッド・ネマチック−ＴＮ液晶）が
駆動し、そして画素毎に設けたカラーフィルター層を光
学的にスイッチングすることによってカラーディスプレ
イが行われていた。

【０００３】しかし、この様なＴＮ液晶を用いたアクテ
ィブマトリクス駆動方式のテレビジョンパネルでは、使
用するＴＦＴが複雑な構造を有しているため、製造工程
数が多く、高い製造コストがネックとなっている上に、
ＴＦＴを構成している薄膜半導体（例えば、ポリシリコ
ン、アモルファスシリコン）を広い面積に亘って被膜形
成することが難しいなどの問題点がある。

【０００４】一方、低い製造コストで製造できるものと
してＴＮ液晶を用いたパッシブマトリクス駆動方式の表
示パネルが知られているが、この表示パネルでは走査線
（Ｎ）が増大するに従って、１画面（１フレーム）を走
査する間に１つの選択点に有効な電界が印加されている
時間（デューティー比）が１／Ｎの割合で減少し、この
ためクロストークが発生し、しかも高コントラストの画
像とならないなどの欠点を有している上、デューティー
比が低くなると各画素の階調を電圧変調によって制御す
ることが難しくなるなど、高密度配線数の表示パネル、
特に液晶テレビジョンパネルには適していない。

【０００５】この様な従来のＴＮ液晶がもつ根本的な問
題点を解決するものとして、クラークとラガウォルらの
米国特許第４３６７９２４号公報などで双安定性をもつ
強誘電性液晶素子が提案されている。

【０００６】前述した双安定性強誘電性液晶素子は、セ
ル厚を従来のＴＮ型液晶素子の場合の１／５〜１／１０
程度と極めて薄く設計する必要がある上、そのセル厚を
全面に亘って１０％以下の許容範囲に制御する必要があ
るため、一般にはアルミナビーズをスペーサとして使用
し、さらにセル内を減圧状態とすることによって、平行
基板の平行度をできるだけ一定に維持する配慮がなされ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】基板上にカラーフィル
タを形成してカラー表示を行う場合、カラーフィルタの
表面にはその保護膜が一様に形成される。ところが従来
のネマチック型の素子に用いられている保護膜を強誘電
性液晶素子に用いると、その内圧の違いから不都合を生
じていた。すなわち、図５に示すように、セル厚を保護
するビーズスペーサー５７は、セルに加えられる圧力に
よって基板に点接触で強く押しつけられるため、従来の
保護膜では硬度不足となり、ビーズスペーサー５７は保
護膜５３を突き破り、カラーフィルター５１まで達して
しまうことがあった。この結果、破壊された部分で液晶
層の配向欠陥が発生し、さらには破壊部分に強誘電性液
晶が染込んで色素と接触することにより、液晶が徐々に
汚染されてその抵抗値が著しく低下し、素子の駆動が不
安定になるという欠点があった。

【０００８】特にカラーフィルター５１が破壊された強
誘電性液晶素子を長期間に亘って使用すると、正常なカ
ラディスプレイを行わなくなる問題点を有していること
が判明した。

【０００９】図６（ａ）は、強誘電性液晶の画素に印加
される駆動波形を表わし、図６（ｂ）は液晶自体にリア
ルタイムにかかる電圧波形を表わしている。すなわち、
強誘電性液晶に前述の交差電極間からＶ_onの書込みパル
スを印加した時に、強誘電性液晶に実質的に印加される
電圧波形は、図６（ｂ）に示す様にパルス印加時のＶ₀
が時定数π＝ＲＣ（Ｒ；強誘電性液晶の抵抗、Ｃ；強誘
電性液晶の容量）の割合で△Ｖ₀ だけ電圧降下を生じ、
この電圧降下△Ｖ₀ は強誘電性液晶の抵抗Ｒが小さい程
大きくなり、パルス切換時（パルスの立下がり時）に逆
極性の−△Ｖ₀が強誘電性液晶に印加されることにな
る。この｜−△Ｖ₀ ｜が反転閾値電圧｜−Ｖ_th｜より大
きい場合には、例えば白の書込みとは逆の黒の書込みが
行われることになる。これは、パルスの立下がり時に強
誘電性液晶に直列接続された配向制御膜などの誘電体層
の容量からの放電により逆向きの電界（−△Ｖ₀ ）を発
生することが原因となっている。

【００１０】ところで、前述したカラーディスプレイ用
液晶素子は、カラーフィルターの保護膜がビーズスペー
サの押圧により破壊され、このためセル内の強誘電性液
晶にカラーフィルター層中の染料が溶出し、かかる液晶
素子を長時間に亘って使用すると、セル内の強誘電性液
晶の抵抗Ｒが経時的に低下し、やがて前述した逆向き電
界−△Ｖ₀ の値が反転閾値電圧を越えて所望の光学的な
スイッチング駆動が作動しなくなる問題点がある。

【００１１】又、強誘電性液晶素子に行順次書込み方式
を適用する場合には、例えば行上の全部又は所定の画素
に対して第１位相となる位相ｔ₁ で強誘電性液晶の第１
の配向状態に基づく第１表示状態を形成するパルスを印
加し、次の第２位相となる位相ｔ₂ で選択された画素に
対して第１表示状態を強誘電性液晶の第２の配向状態に
基づく第２表示状態に反転するパルスを印加する方式が
ある。

【００１２】この方式の場合、位相ｔ₂ では図７（ａ）
に示す様に第１表示状態を保持する画素には位相ｔ₁ で
印加したパルスとは逆極性のパルスが閾値電圧以下で印
加されることになる。

【００１３】この様に行順次書込み方式の場合では、位
相ｔ₁ で書込まれた表示状態を位相ｔ₂ で反転すること
なく保持されることが必要である。従って、位相ｔ₂ で
反転閾値電圧を越えた電圧が印加されてはならないはず
であるが、位相ｔ₁ から位相ｔ₂ へのパルス極性切換時
に強誘電性液晶には図７（ｂ）に示すように−（ａＶ₀
＋△Ｖ₀ ）［但し、ａはａ＜｜Ｖ_th｜／｜Ｖ_on｜；Ｖ_th
は強誘電性液晶の閾値電圧］の電圧が実質的に印加され
ることになり、この−（ａＶ₀ ＋△Ｖ₀ ）が反転閾値電
圧より大きい場合には、第１表示状態を保持すべき画素
が位相ｔ₂ で第２表示状態に反転されることになり、所
期の表示を形成することができなくなる問題点があっ
た。

【００１４】本発明の目的は、上記配向欠陥の発生及び
液晶の抵抗値の低下を防止し、強誘電性液晶素子が本来
もっている高速応答性とメモリー効果特性を充分に発揮
することのできる信頼性の高い液晶装置を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、間
隔を置いて配置した一対の基板、該一対の基板のうち少
なくとも一方に設けたカラーフィルター、該カラーフィ
ルターの上に設けた鉛筆硬度ＨＢ以上（但し、鉛筆硬度
とは、ＪＩＳＫ５４０１で規定する「塗膜用鉛筆引
っかき試験機」により測定した硬度をいう）の保護膜、
該一対の基板間の間隔に封入させた液晶及び該一対の基
板間に配置され、且つ液晶がメモリー効果を発現し得る
のに十分薄い層厚の液晶層を設定させるためのビーズス
ペーサを有する液晶素子、並びに行順次で、行毎に、第
１の位相で、行上の全部又は所定の画素に前記液晶の第
１の配向状態に基づく第１の表示状態を生じさせるパル
スを印加し、第２の位相で、前記行上の全部又は所定の
画素のうち、選択された画素に前記液晶の第２の配向状
態に基づく第２の表示状態を生じさせるパルス及び他の
画素に、前記第１の表示状態を保持させるパルスを印加
する行順次書き込み手段、を有することを特徴とする液
晶装置にある。

【００１６】上記本発明の液晶装置は、さらにその特徴
として、「前記液晶が双安定性液晶である」こと、「前
記液晶が螺旋構造の形成を抑制させることによって配向
させた配向状態を有するカイラルスメクチック液晶であ
る」こと、をも含む。

【００１７】

【発明の実施の形態】図３は強誘電性液晶の動作説明の
ために、セルの例を模式的に描いたものである。３１と
３１’は、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ，ＳｎＯ₂ あるいはＩＴＯ（Ｉｎ
ｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）等の薄膜からなる透明
電極で被覆された基板（ガラス板）であり、その間に液
晶分子層３２がガラス面に垂直になるように配向したＳ
ｍＣ^*相又はＳｍＨ^* 相の液晶が封入されている。太線
で示した線３３が液晶分子を表わしており、この液晶分
子３３はその分子に直交した方向に双極子モーメント
（Ｐ）３４を有している。基板３１と３１’上に電極間
に一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子３３の
らせん構造がほどけ、双極子モーメント（Ｐ）３４がす
べて電界方向に向くよう、液晶分子３３は配向方向を変
えることができる。液晶分子３３は、細長い形状を有し
ており、その長軸方向と短軸方向で屈折率異方性を示
し、従って例えばガラス面の上下に互いにクロスニコル
の偏光子を置けば、電圧印加極性によって光学特性が変
わる液晶光学変調素子となることは、容易に理解され
る。

【００１８】本発明の液晶装置で好ましく用いられる液
晶セルは、その厚さを充分に薄く（例えば１０μｍ以
下）することができる。このように液晶層が薄くなるに
したがい、図４に示すように電界を印加しない状態でも
液晶分子のらせん構造がほどけ、非らせん構造となり、
その双極子モーメントＰまたはＰ’は上向き（３４）又
は下向き（３４’）のどちらかの状態をとる。このよう
なセルに、図４に示す如く一定の閾値以上の極性の異な
る電界Ｅ又はＥ’を電圧印加手段３６と３６’により付
加すると、双極子モーメントは、電界Ｅ又はＥ’の電界
ベクトルに対応して上向き３４又は下向き３４’と向き
を変え、それに応じて液晶分子は、第１の安定状態３５
か、あるいは第２の安定状態３５’の何れか一方に配向
する。

【００１９】このような強誘電性液晶素子として用いる
ことの利点は、先に述べたが２つある。その第１は、応
答速度が極めて速いことであり、第２は液晶分子の配向
きが双安定性を有することである。第２の点を、例えば
図４によって更に説明すると、電界Ｅを印加すると液晶
分子は第１の安定状態３５に配向するが、この状態は電
界を切っても安定である。また、逆向きの電界Ｅ’を印
加すると、液晶分子は第２の安定状態３５’に配向して
その分子の向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの
状態に留まっている。また、与える電界Ｅが一定の閾値
を越えない限り、それぞれの配向状態にやはり維持され
ている。このような応答速度の速さと、双安定性が有効
に実現されるにはセルとしては出来るだけ薄い方が好ま
しい。また、この強誘電性液晶素子が所定の駆動特性を
発揮するためには、一対の平行基板間に配置される強誘
電性液晶が、電界の印加状態とは無関係に、上記２つの
安定状態の間での変換が効果的に起こるような分子配列
状態にあることが必要である。たとえばカイラルスメク
ティック相を有する強誘電性液晶については、カイラル
スメクティック相の液晶分子層が基板面に対して垂直
で、したがって液晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列し
た領域（モノドメイン）が形成される必要がある。した
がって、セルとしては基板の平行度が高く、且つ基板表
面が均一であることが望ましい。

【００２０】上記問題点を解決するために本発明で用い
た液晶素子の構成を、実施例に対応する図１を用いて説
明する。すなわち、本発明で用いる液晶素子は、透明電
極５，６の形成された一対の平行基板２，３間に強誘電
性液晶４を挟持し、少なくとも一方の透明電極と基板間
にカラーフィルター１１（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を有する強誘電
性液晶素子であって、各画素のカラーフィルター１１上
に色素と透明樹脂、または透明な無機化合物からなる鉛
筆硬度ＨＢ以上の保護膜１０を形成するとともに、前記
基板間に球状のビーズ９をスペーサーとして挟持したこ
とを特徴とする強誘電性液晶素子１である。

【００２１】本発明で用いる液晶材料として特に適した
ものは双安定性を有する液晶であって、強誘電性を有す
るものであり、具体的にはカイラルスメクティックＣ相
（ＳｍＣ^* 相）、Ｈ相（ＳｍＨ^* 相）、Ｉ相（ＳｍＩ^*
相）、Ｊ相（ＳｍＪ^* 相）、Ｋ相（ＳｍＫ^* 相）、Ｇ相
（ＳｍＧ^* 相）又はＦ相（ＳｍＦ^* 相）の液晶を用いる
ことができる。

【００２２】この強誘電性液晶については、”ル・ジュ
ールナル・ド・フィジーク・ルテール（”ＬＥＪＯＵ
ＲＮＡＬＤＥＰＨＹＳＩＱＵＥＬＥＴＴＥＲ
Ｓ”）１９７５年、３６（Ｌ−６９）号、「フェロエレ
クトリック・リキッド・クリスタルス」（「Ｆｅｒｒｏ
ｅｌｅｃｔｉｃＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ
ｓ」）；”アプライド・フィジックス・レターズ”（”
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ”）１
９８０年、３６（１１）号、「サブミクロ・セカンド・
バイステイブル・イン・リキッド・クリスタルス（「Ｓ
ｕｂｍｉｃｒｏＳｅｃｏｎｄＢｉｓｔａｂｌｅＥ
ｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃＳｗｉｔｃｈｉｎｇｉｎＬ
ｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ」）；”固体物理”１９
８１年、１６（１４１）号、「液晶」等に記載されてお
り、本発明においては、これらに開示された強誘電性液
晶を使用することができる。

【００２３】強誘電性液晶化合物の具体例としては、デ
シロキシベンジリデン−ｐ’−アミノ−２−メチルブチ
ルシンナメート（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベ
ンジリデン−ｐ’−アミノ−２−クロロプロピルシンナ
メート（ＨＯＢＡＣＰＣ）、４−ｏ−（２−メチル）−
ブチルレゾルシリデン−４’−オクチルアニリン（ＭＢ
ＲＡ８）が挙げられる。

【００２４】これらの材料を用いて素子を構成する場
合、液晶化合物がカイラルスメクティック相となるよう
な温度状態に保持する為、必要に応じて素子をヒーター
が埋め込まれたブロック等により支持することができ
る。

【００２５】本発明に用いられる配向制御膜の材料とし
ては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
リビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラ
ミン樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、あ
るいは感光性ポリイミド、環化ゴム系フォトレジスト、
フェノールノボラック系フォトレジストあるいは電子線
フォトレジスト（ポリメチルメタクリレート、エポキシ
化−１，４−ポリブタジエンなど）などから選択して形
成することができる。

【００２６】カラーフィルター１１は、染料でポリビニ
ルアルコールやセルロース樹脂などの媒染体を着色させ
て形成したものを用いることができる。この際に用いる
染料としては、シアニン系染料、メロシアニン系染料、
アズレニウム系染料、ナントラキノン系染料、ナフトキ
ノン系染料、フェノール系染料、ジスアゾ系染料、トリ
スアゾ系染料、テトラゾ系染料などを用いることができ
る。

【００２７】又、本発明で用いるカラーフィルター１１
は、各種の有機顔料を蒸着法によって被膜形成されたも
のであってもよい。この際に用いる有機顔料としては、
銅フタロシアニン顔料、鉛フタロシアニン顔料、ペリレ
ン系顔料、ジスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラ
ゾ系顔料、アントラキノン系顔料、キナクリドン系顔
料、イソインドリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペ
リノン系顔料、ピロコリン系顔料、フルオルビン系顔
料、キノフタロン系顔料などを用いることができる。

【００２８】又、本発明の別の好ましい具体例では、カ
ラーフィルター１１として、着色ポリイミド、着色ポリ
アミド、着色ポリアミドイミド、着色エステルイミドや
着色ポリエステルを用いることができる。特に、ポリア
ミド（６−ナイロン、６６−ナイロンあるいは共重合ナ
イロン）やポリエステルは各種の有機溶剤に可溶性であ
るため、各種の有機顔料を混入させることが可能であ
る。又、ポリイミド、ポリアミドイミドやポリエステル
イミドを着色する方法としては、その前駆体であるポリ
アミック酸溶液中に分散剤（水酸基、カルボキシル基、
スルホン酸基、カルボンアミド基、スルホンアミド基な
どを置換基としてもつアゾ系染料、フタロシアニン系染
料、トリフェニルメタン系染料など）とともに有機顔料
を分散させる方法を用いることができる。これらの着色
フィルムは、保護膜１０との密着性が極めて良好でよい
結果を得ることができる。

【００２９】本発明に用いられる透明な絶縁性樹脂から
なる保護膜１０としては、ゴム系フォトレジスト、熱硬
化アクリル樹脂ポリイミド、ポリパラキシリレン（商品
名；パリレン、ユニオンカーバイド社）、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、ポリカーボネート等が挙げられる。
これらの塗布方法としては、スピンナー塗布法を用いる
ことができる。また、透明な絶縁性無機化合物からなる
保護膜１０としては、ＳｉＯ₂ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯ
₂ ，ＺｒＯ₂ ，ＭｇＦ₂ ，ＳｉＯ等が挙げられる。

【００３０】前述した保護膜を、鉛筆硬度ＨＢ以上の硬
度となるように形成すると、ビーズスペーサーによる膜
の破壊を防ぐことができる。したがって、基板表面にお
いて配向欠陥の原因となる凹凸が除去されるため、平面
性のよい基板に挟持された液晶層は、等方相から液晶相
に移行する降温過程において、液晶相領域が次第に広が
り均一なモノドメインの液晶相を形成するようになる。

【００３１】例えば、液晶として強誘電液晶相を示す前
述のＤＯＢＡＭＢＣを例に挙げて説明するとＤＯＢＡＭ
ＢＣの等方相より徐冷していくとき約１１５℃でスメク
ティックＡ相（ＳｍＡ^* 相）に相転移する。このとき、
基板にラビングあるいはＳｉＯ₂ 斜め蒸着などの配向処
理が施されていると、液晶分子の分子軸が基板に平行
で、かつ一方向に配向したモノドメインが形成される。
さらに、冷却を進めていくと、液晶層の厚みに依存する
約９０〜〜７５℃の間の特定温度でカイラルスメクティ
ックＣ層（ＳｍＣ^* 相）に相転移する。又、液晶層の厚
みを約２μｍ以下とした場合は、ＳｍＣ^* 相のらせんが
解け、少なくとも第１の安定状態と第２の安定状態をも
つ強誘電性液晶とすることができる。

【００３２】又、この保護膜１０によって形成される容
量の場合では５．５×１０³ ｐＦ／ｃｍ² 以上となる様
に設定することによって、前述の反転現象を一層有効に
防止することができる。その好ましい容量は５．５×１
０³ ｐＦ／ｃｍ² 〜３．０×１０⁵ ｐＦ／ｃｍ² の範囲
で、特に十分な絶縁性を保持する上で９．０×１０³ｐ
Ｆ／ｃｍ² 〜５．５×１０⁴ ｐＦ／ｃｍ² が適してい
る。

【００３３】この様に、本発明で用いる保護膜１０の硬
度をＨＢ以上とすることによって、ビーズの押圧によっ
て生じる保護膜１０の破壊が防止され、このためカラー
フィルター中の染料や顔料が強誘電性液晶４に溶解する
ことがないので、その抵抗低下から惹き起こる問題点は
生じることがない。

【００３４】図１は本発明による強誘電性液晶素子の基
本構成を示す断面図である。図１において、強誘電性液
晶素子１はガラス板またはプラスチック板などの透明板
を用いた基板２と３を有し、その間には強誘電性液晶４
が挟持されている。各基板２と３にはマトリクス電極構
造を形成するストライプ形状の透明電極５と６が配置さ
れ、この透明電極の上には配向膜７及び８が形成されて
いる。Ｒ，Ｇ，Ｂの各色素からなるカラーフィルター１
１は、ほぼ等しい膜厚となるように、色素もしくは色素
と透明樹脂、もしくは色素と透明な無機化合物で形成さ
れている。一方、カラーフィルター１１と透明電極５の
間には、透明な保護膜１０が形成されている。

【００３５】上記構成による基板では、カラーフィルタ
ー１１は、ほぼ同一の膜厚に形成するため、画素上に保
護膜、透明電極、配向膜を順に形成しても、基板面をほ
ぼ平坦に保つことができる。

【００３６】本発明では、前述の平坦化により、カラー
フィルター側基板表面の段差を１０００Å以下とするこ
とができるが、好ましくは５００Å以下とするのが望ま
しい。

【００３７】前記配向膜７及び８は、強誘電性液晶の膜
厚にも依存するが、一般的には１０Å〜１μｍ、好適に
は１００Å〜３０００Åの範囲に設定する。また、保護
膜１０の膜厚は、強誘電性液晶４の膜厚を決定すること
ができるので、従って液晶材料の種類や要求される応答
速度などにより変化するが、一般的には０．２μｍ〜２
０μｍ、好適には０．５μｍ〜１０μｍの範囲に設定さ
れる。また、膜の硬度は前述したように鉛筆硬度でＨＢ
以上となるように設定する。

【００３８】

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

【００３９】図２（ａ）〜（ｆ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の
色画素の形成工程を示す図である。まず、コーニング社
の＃７０５９ガラス基板２１上にポジ型レジスト（商品
名；ＯＦＰＲ７７，東京応化製）をスピンナーを用い
て１．０μｍの層厚に塗布し、レジスト層２２を設けた
（図２（ａ）参照）。次に、所定のパターンマスク２３
を用いてこれを露光し（図２（ｂ）参照）、ＯＦＰＲ
７７シリーズ専用現像液によって現像して所定のスト
ライプ形状を有するリフトオフ用のパターン２２ａを形
成した（図２（ｃ）参照）。

【００４０】次に、ガラス基板２１のパターン形成面の
全面を露光し、更に不要なパターン部以外のレジスト残
渣を酸素プラズマ灰化処理によってガラス基板２１上か
ら取り除いた。

【００４１】このようにして、リフトオフ用のパターン
２２ａが形成されたガラス基板２１を真空蒸着装置内の
所定の位置に配置し、蒸発源としての二つのモリブデン
ボートの一方に蒸着用青色素としてニッケルフタロシア
ニンを、他方のボートに樹脂としてパリレン（ユニオン
カーバイド社製）を入れ、前者の蒸発温度を４７０℃
に、後者の温度を２５０℃に調節し、先ずニッケルフタ
ロシアニンを５５００Åを基板２１のリフトオフ用パタ
ーン形成面に蒸着することによって着色層２４を形成し
た（図２（ｄ）参照）。

【００４２】このリフトオフ用パターン２２ａと着色層
２４が形成されている基板２１をＯＦＰＲ７７シリ
ーズ専用現像液中に５分間浸漬攪拌し、レジストパター
ン２２ａと共にこのパターン上に蒸着した着色層２４ａ
を基板から除去し、青色ストライプフィルターを作製し
た（図２（ｅ）参照）。

【００４３】一方、緑色と赤色のストライプフィルター
は図２の（ａ）〜（ｅ）の工程を繰り返すことで得られ
る。

【００４４】緑色の蒸着用色素として、鉛フタロシアニ
ンを５５００Å蒸着し緑色層を形成した。

【００４５】次に、赤色の蒸着用色素として、アントラ
キノンを５５００Å蒸着し赤色層を形成した。

【００４６】以上のようにして図２（ｆ）に示すように
Ｂ，Ｇ，Ｒ共にほぼ同一膜厚のカラーフィルターを形成
することができた。

【００４７】［実施例１］次に、図１の保護膜１０とし
て日立化成社のＨＬ−１１００（ポリエーテルアミドイ
ミド）をスピンナー塗布し、さらに１００℃で３０分間
加熱硬化し、１μｍの膜厚とした。この時の保護膜１０
の硬さは、鉛筆硬度で５Ｈの硬さであった。

【００４８】次に図１に示すように、ＩＴＯを５００Å
の厚さにスパッタリング法により成膜し、さらにパター
ニング形成して透明電極５とした。この上に配向膜７と
して、ポリイミド形成溶液（日立化成工業「ＰＩＱ」）
を３０００ｒｐｍで回転するスピンナーで塗布し、１５
０℃で３０分間加熱を行って２０００Åのポリイミド被
膜を形成した。然る後、このポリイミド被膜表面をラビ
ング処理した。

【００４９】このようにして形勢したカラーフィルター
側の基板２と、対向する基板３の間に平均粒径１μｍの
アルミナビーズをセル厚保持のスペーサーとして散在さ
せ、両基板を貼り合わせてセル組し、下記の強誘電性液
晶を注入、封口して液晶素子を得た。この液晶素子をク
ロスニコルの偏光顕微鏡で観察したところ、ビーズスペ
ーサー９による膜の破壊はなく、内部の液晶分子は配向
欠陥を生じていないことが確認された。

【００５０】

【化１】

【００５１】［実施例２］保護膜１０をアクリル系ポリ
マーからなる熱硬化性樹脂で形成し、他の構成は前記実
施例１と全く同様とした。この時の保護膜１０の硬さは
鉛筆硬度でＨＢの硬さであった。

【００５２】上記構成による素子をクロスニコルの偏光
顕微鏡で観察したところ、前記実施例１と同様にビーズ
スペーサーによる膜の破壊はなく、配向欠陥のない素子
を得ることができた。

【００５３】［比較例］保護膜１０をポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）で形成し、他の構成は前記実施例と全く
同様とした。この時の保護膜１０の硬さは鉛筆硬度で２
Ｂの硬さであった。

【００５４】上記構成による素子をクロスニコルの偏光
顕微鏡で観察したところ、欠陥が発生し、その欠陥部に
おいて液晶相の著しい配向欠陥が観察された。

【００５５】前述した３種の液晶セルを温度４０℃で相
対湿度８５％の条件下に９６時間放置した後、それぞれ
の液晶の抵抗を測定した。その結果を下記表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】これら３種類の液晶セルについてそれぞれ
駆動を行ったところ、実施例１と２の液晶セルの駆動は
安定していたが、比較例の液晶セルの駆動は不安定であ
った。

【００５８】前述の抵抗（Ω・ｃｍ）は図８に示す回路
を用いて２周波法により矩形パルスを印加して、下記の
式からＲ_LC（Ω・ｃｍ）を求めることによって測定する
ことができる。尚、この際、ｆ₁ ＝３２Ｈｚ、ｆ₂ ＝６
４Ｈｚ、Ｖ＝１０ボルトとした。

【００５９】

【数１】

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カラーフィルター上に鉛筆硬度ＨＢ以上の硬さを有する
保護膜を形成することにより、ビーズスペーサーの点接
触による膜破壊がなくなるたあめ、配向欠陥や膜破壊に
より発生する液晶の抵抗値の低下を防止することができ
る。したがって、行順次書込み方式を用いて表示を行う
場合にも、所望の光学的なスイッチング駆動を行うこと
ができると共に、強誘電性液晶の特性を十分に発揮し得
る信頼性の高い液晶装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による強誘電性液晶素子の基本構成を示
す断面図である。

【図２】本発明に係る液晶素子の色画素の形成工程を説
明するための図である。

【図３】本発明で用いる強誘電性液晶を模式的に表した
斜視図である。

【図４】本発明で用いる強誘電性液晶を模式的に表した
斜視図である。

【図５】液晶素子の膜破壊部分の断面図である。

【図６】書込み時の電圧波形を表す説明図である。

【図７】書込み時の電圧波形の別の例を表す説明図であ
る。

【図８】本発明の実施例で用いた抵抗の測定回路図であ
る。

【符号の説明】

１強誘電性液晶素子２，３基板４強誘電性液晶５，６透明電極７，８配向膜９ビーズスペーサー１０保護膜１１カラーフィルター

フロントページの続き (72)発明者村田辰雄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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間隔を置いて配置した一対の基板、該一
対の基板のうち少なくとも一方に設けたカラーフィルタ
ー、該カラーフィルターの上に設けた鉛筆硬度ＨＢ以上
（但し、鉛筆硬度とは、ＪＩＳＫ５４０１で規定す
る「塗膜用鉛筆引っかき試験機」により測定した硬度を
いう）の保護膜、該一対の基板間の間隔に封入させた液
晶及び該一対の基板間に配置され、且つ液晶がメモリー
効果を発現し得るのに十分薄い層厚の液晶層を設定させ
るためのビーズスペーサを有する液晶素子、並びに行順
次で、行毎に、第１の位相で、行上の全部又は所定の画
素に前記液晶の第１の配向状態に基づく第１の表示状態
を生じさせるパルスを印加し、第２の位相で、前記行上
の全部又は所定の画素のうち、選択された画素に前記液
晶の第２の配向状態に基づく第２の表示状態を生じさせ
るパルス及び他の画素に、前記第１の表示状態を保持さ
せるパルスを印加する行順次書き込み手段、を有するこ
とを特徴とする液晶装置。
【請求項２】前記液晶が双安定性液晶である請求項１
に記載の液晶装置。
【請求項３】前記液晶が螺旋構造の形成を抑制させる
ことによって配向させた配向状態を有するカイラルスメ
クチック液晶である請求項１に記載の液晶装置。