JPS62127718A

JPS62127718A - 液晶装置

Info

Publication number: JPS62127718A
Application number: JP26777485A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujimura; 浩藤村
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1987-06-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は強誘電性液晶を用いた液晶装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近時、液晶表示装置の分野では、高速応答性を有する強
誘電性液晶を用いることが提案されている。この強誘電
性液晶としては、カイラルスメクチックＣ＠またはカイ
ラルスメクチックＨ相を示すものを用いることが検討さ
れている。

この液晶はら旋状の分子配列構造を有しており、液晶分
子がら旋軸に対して頌いて配列されている。そして、こ
の液晶は直流電界に対して強誘電体としての応答を示し
、電界の向きに応じて自発分極を反転させて高速で応答
する。従って、この強誘電性液晶を用いることによυフ
（χ晶表示装置の応答性を高め高速スイッチング性を与
えることができる。

一方、最近光書込み式プリ／りにおける光書込みなどの
分野では、光の透過制御を行なうシャッタ部を配列形成
した液晶シャッタが実用化され、テレビジョン受像機な
どの分野では、ドツトマトリックス形の画は表示を行な
う液晶表示装置が実用化されつつあり、これらの液晶装
置においても、応答性を高めるために強誘電性液晶を用
いることが検討されている。

しかして、これらの液晶装置にお６て強誘電性液晶を用
いる場合には、液晶の挙動により十分高いコントラスト
をもった表示を行なうために、強＠を性液晶の液晶分子
を所定の配向方向に沿って均−且つ安定的に揃えて配列
させることが重要である。

しかしながら、強誘電性液晶はその特性上液晶分子を所
定の配向方向に均一に揃えて配列させにくく、このため
従来の配向手段を強誘電性液晶の配向に適用した場合に
、均一な配向を行なうことが困難であるという問題が生
じている。

すなわち、従来の配向手段としては、配向処理を施した
配向膜を液晶装置の基板内面に形成する方法があり、ま
た磁場配向方法（液晶を加熱して外部から磁界を加える
方法。）、電場配向方法（液晶を加熱して外部から電界
を加える方法。）および剪断力配向方法（液晶装置に用
いる一対の基板を夫々逆向きにずらして液晶に剪断力を
加える方法。）などがあるが、これらのいずれの配向手
段を適用しても、強誘電性液晶の液晶分子を所定の配向
方向に均一に安定して揃えて配列させることが困難であ
る。従って、従来の強誘電性液晶を用いた液晶装置では
、十分高いコントラストをもった表示が行なえないとい
う問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、十分高い
コントラストをもった表示を行なつことができる強誘電
性液晶を用いた液晶装置を提供することを目的とするも
のである。

〔発明の概要〕

本発明の液晶装置は、内面に電極および配向膜を形成し
た一対の透明な基板の間に、シール部材によって強誘電
性液晶を封入し、さらに前記一対の基板の間における前
記Ｎ、極の有効部分の近傍に位置して、前記配向膜の配
向処理方向に対して平行な方向に沿う面を有する配向部
材を設け、この部材の面と強誘電性液晶との界面効果に
より、強誘電性液晶の液晶分子を所定の配向方向に均−
且つ安定的に揃えて配列させるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面で示す実施例について説明する。

本発明の液晶装置の一実施例を第１図ないし第７図につ
いて説明する。この実施例で説明する液晶装置は、例え
ば光書込み式プリンタにおいて光書込み用として用いる
。横長の液晶シャッタである。

図中１は透明ガラス板からなるセグメント基板、２はセ
グメント基板１によして幅が狭く長さが大なる透明ガラ
ス板からなるコモン基板である。これら一対の基板１，
２はコモン基板Ｉを上側に、セグメント基板２を下側に
して対向配置され、横長の枠形をなすシール部材３を介
して接着されている。

セグメント基板２とコモ／基板２との間におけるシール
部材３で囲まれた部分には、強誘電性液晶ＬＣが充填さ
れておシ、この強誘電性液晶ＬＣは、シール部材３の一
部に設けた液晶注入孔４から注入して充填される。なお
、液晶注入孔４は液晶注入後に封止材５によって封止さ
れる。ここで、強誘電性液晶ＬＣとは、二色性を有する
強誘電性液晶または強誘１性液晶に二色性染料を溶解し
た液晶組成物をさしている。

強誘電性液晶は、カイラルスメクチックＣ相を示す液晶
、例えばＰ−デシルオキシペンジリデ／−Ｐ′−アミノ
−２−メチルブチルシンナメートを使用する。この強誘
電性液晶は、層状構造をなし、各層毎に分子長軸が変化
し、ノーに対して直角な方向にら旋軸を有するら旋状分
子配列を示し、液晶分子がら旋軸に対して傾いているも
のである。

セグメント基板ｌの内面中央部には、多数のセグメント
電極Ｓ・・・、Ｓ・・・が基板長さ方向に沿い２列に配
列形成され、これらセグメント電極列の間には、対・向
するセグメント電極Ｓ・・・、Ｓ・・・同士を相互に接
続する接続ｉ！礪６・・・が形成しである。また、セグ
メント基板１の内面両側部は、前記セグメント電・唖Ｓ
・・・、Ｓ・・・から左右交互に導出するリード電極７
・・・、７・・・が基板長さ方向に沿って配列形成きれ
、両側縁部にはこれらリード電極７・・・、７・・・と
接続した端子？ｉＩ！ｉｇ・・・、８・・・が配列形成
されている。これら各電極Ｓ・・・、Ｓ・・・、接続電
極６・・・、リード電極７・・・。

７・・・および端子市；極８・・・、８・・・は、夫々
透明電極材料によシ一体に形成されている。なお、前記
接続電極６・・・とリード電極７・・・、７・・・の表
面には、各電極の電気抵抗を小さくするために低抵抗金
属膜９・・・、９・・・が被覆しである。また、コモン
基板２の内面中央部には、２本の帯状をなすコモン電極
Ｃ・・・、Ｃ・・・が基板全長にわたり平行に並べて形
成しである。これらコモン電極Ｃ・・・、Ｃ・・・の夫
々の一端部は端子電極とされる。

なお、各コモン電極Ｃ・・・、Ｃ・・・の表面には、前
記セグメント基板Ｉの各セグメント電極８・・・。

Ｓ・・・に対向する部分を除いて低抵抗金属膜１０゜１
０が被邊しである。この低抵抗金属膜１０゜１０は、コ
モン電極Ｃ，Ｃの電気抵抗を小さくするためと、後述す
るシャッタ部Ａ・・・、Ａ・・・の光透過面積を規制す
るために設けられる。図中１０ａ・・・、１０ａ・・・
は低抵抗金属膜１０．１０によシセグメント電極Ｓ・・
・、Ｓ・・・に対向して形成された光透過用のシャツタ
窓である。このシャツタ窓１０ａ・・・＋１０ａ・・・
は、第４図中仮想線で示す。

そして、前記セグメント基板Ｉのセグメント電極８・・
・、Ｓ・・・、前記コモン基板２のコモン電ｉｃ　、Ｃ
におけるシャツタ窓ＺＯａ・・・、１０ａ・・・および
この両電極間に介在する液晶ＬＣにより、多数のシャッ
タ部Ａ・・・、Ａ・・・が基板長さ方向に沿い２列に並
べて配列形成される。

前記セグメント基板１の円面におけるセグメン）ｉ！蓮
Ｓ・・・、Ｓ・・・、接続電極６・・・およびＩＪ−ド
１！Ｌ＊ｙ・・・、７・・・を形成した部分と、前記コ
モン基板２の内面におけるコモン電極Ｃ，Ｃを形成した
部分には、ポリイミド樹脂などに、より配向膜１１．１
１が形成してあり、これら各配向膜ｒｒ＊ｒｘＫはラビ
ング処理外どの方法で配向処理が施されている。この配
向膜１１，１１における配向処理による配向処理方向Ｈ
は、第１図および第６図中の矢印線で示すように前記基
板１，２の長手方向に沿うものである。

また、前記シール部材３で囲まれた前記セグメント基板
１とコモン基板２との間の部分には、ポリイミド系樹脂
、ポリビニールアルコールＣＰＶＡ）　、ポリアミド系
樹脂などからなる一対の配向部材１２．１２が形成され
ている。すなわち、配向部材１２．１２は例えばセグメ
ント基板１内面の配向膜２２上において、セグメント電
極Ｓ・・・、Ｓ・・・列の両側近傍に位置し、セグメン
）ＫＮＳ・・・、Ｓ・・・列の配列方向（シャッタ部Ａ
・・・、Ａ・・・列の配向方向）すなわち基板長手方向
に沿って夫々帯状に形成されている。なお、配向部材１
２，１２の肉厚はシール部材３のそれより小さく、配向
部材１２　ｓ　１２はコモン基板２の配向膜１１には接
触していない。、そして一対の配向部材ＩＺｓ１２でシ
ャッタ部Ａ・・・。

Ａ・・・を挾むことによって細長い有効表示エリアＥが
形成され、この有効表示エリアＥに存在する強誘電性液
晶ＬＣが、セグメント電極Ｓ・・・。

Ｓ・・・とコモン電極Ｃ，Ｃとの間で印加される電界に
よシ挙動されることになる。また、有効表示エリアＥに
面する配向部材１２，１２の側面１２ａｅ１２ｈは、前
記配向板１１．１１の配向処理方向Ｈに対して平行な本
のとなる。

このように構成した液晶シャッタを製造する方法につい
て説明する。

液晶シャッタを製造する場合には、例えば第６図（ａ）
で示すように、セグメント基板１上に各′ｒ！！、極と
配向膜１１を形成し、配向膜ｌｚ上に配向部材１２．１
２を形成する。この製造工程を第７図についてさらに詳
述する。まず、第７図（１）で示すようにセグメント基
板ｌの内面に、セグメント電極Ｓ・・・、Ｓ・−・、接
続電極６・・・、り一ド１１１極７・・・、７・・・訃
よび端子電極８・・・、８・・・を形成し、さらに低抵
抗金属膜９・・・の被覆を行なう。次いで、第７図（ｂ
ｌで示すようにセグメント基板ｌ上に、ポリイミド樹脂
により膜厚約５００又の配向＠１１を形成し、その後に
第７図（Ｃ）で示すように配向膜ＩＩ上に、感光性ポリ
イミド樹脂すなわち配向部材の素材１２ｋを塗布する。

次いで、第７図（ｄ）で示すように素材１２に上にマス
ク１３を載せ、紫外線照射により素材１２に対して露光
を行なう。これによシ素材１２Ａにおける紫外線が照射
された部分（配光部材形成部分）は硬化する。さらに、
第７図（８）で示すように素材１２における紫外線未照
射部分をエツチングによシ除去し、配向部材１２．１２
を形成する。その後に配向膜１ｚに対しラビング処理を
行なう。さらに、Ｋ６図（ｂ）で示すようにセグメント
基板２の配向膜１１上にシール部材３を形成する。一方
、コモン基板２にもコモン電極Ｃ，Ｃと配向膜１１を形
成する。そして、第６図（Ｃ）で示すようにセグメント
基板１とコモン基板２とを対向配置して、シール部材３
を介して接着する。

しかして、このように構成した液晶シャッタにおいて、
−第１図で示すように配向部材１２゜１２に挾まれて形
成された有効表示エリアＥでは、このエリアに存在する
強誘電性液晶ＬＣが配向部材１２．１２の側面１２ａ　
、ｚ　ｚａＫ接触し、強誘電性液晶ＬＣ’と配向部材１
２．１２の側面１２ａ＊１２ａとの界面効果により、強
誘電性液晶ＬＣが配向膜１１．１１の配向処理方向Ｈに
沿って配向される。すなわち、強誘電性液晶ＬＣにおけ
る各層の液晶分子は、前記界面効果によシその分子長軸
あるいは前記各線の法線方向が配向膜１１．１１の配向
処理方向Ｈ１すなわち基板１，２の長手方向に沿って均
一に安定して配列される。このように強誘電性液晶ＬＣ
と配向部材ｒｚ、ｉｚの側面１２ａ、１２ａとの界面効
果により、強誘電性液晶ＬＣの配向を規定できるのは、
配向部材１２．１２がポリイミド樹脂、ポリビニールア
ルコール（ＰＶＡ）。

ポリアミド系樹脂などで形成され、且つ配向膜１１ａｌ
ｌの配向処理方向Ｈに対して平行な側面１２ａ、Ｚ２ａ
を有しているためであると考えられる。′ なお、前記基板１，２間に封入する強誘電性液晶ＬＣの
厚さを、液晶分子がら旋を形成し得る大きさに設定した
場合には、強誘電性液晶ＬＣの各ｉ−の液晶分子が、配
向膜１１．１１の配向処理方向をら旋軸とするら旋簿造
を提する。

また、強誘電性液晶ＬＣの厚さを、液晶分子がら旋を形
成し得ない大きさに設定した場合にも液晶分子はその分
子長軸の方向または前記各層の法線方向を配向膜の配向
処理方向に向けて配向ぢれ、この配向された液晶分子の
分子長軸方向に一致させて、各基板１，２の外側に夫々
設ける偏光板（図示せず）の偏光軸を設定する。

そして、このように構成した液晶装置すなわち液晶シャ
ッタを駆動する場合には、液晶ホ動回路から各セグメン
ト電極Ｓ・・・、Ｓ・・・とコモン電ｉｃ、ｃとの間に
、向きが異なる電界を印加し、有効表示エリアＥに存在
する強誘電性液晶ＬＣの液晶分子を挙動させ、シャッタ
部Ａ・・・。

Ａ・・・を開または閉状態にし、シャッタ部Ａ・・・。

Ａ・・・での光源（図示せず）からの光の透過を制御す
る。この場合、強誘電性液晶ＬＣの液晶分子は、その自
発分極と外部電界の直接的な作用により、外部電界の向
きに応じて分子長軸の向きを変えるだけであるから、高
速で応答する。

ここで、有効表示エリアＥの強誘電性液晶ＬＣの液晶分
子は均−且つ安定的に配列された状態で、印加される外
部電界の向きに応じて挙動しシャッタ部Ｓ・・・、８・
・・が明確に開または閉状態となって光の透過を制御で
きる。

因みに一具体例として、前述した裂遣方去によりセグメ
ント基板とコモン基板２との間隙寸法が５μｍ１　配向
部材１２．１２の間鷹寸法が２１の液晶シャッタを製作
した。強誘電性液晶ＬＣとしては、ＳＣ＋相温度範囲が
０〜５０℃で、ピッチ５．６μｍ　（ｓｅ＋→ＳＡ転移
温度より５　ｄｅｇ低温で測定）の物性値を有するもの
を使用した。この結果、強誘電性液晶ＬＣは配向部材１
２，１２間で均一な配向が得られた。また、基板間隙寸
法を１μｍ程度とし、強誘電性液晶ＬＣとしてら旋をほ
どいたＳｍＣ相のものを使用して液晶シャッタ　を製造
したが、この場合も強請′市性液晶ＬＣの均一な配向が
得られた。

なお、前述した実施例では配向部材１２゜１２をコモン
基板２の配向膜１１に接触させていないが、配向部材１
２．１２をコモン基板２の配向膜ＩＩに接触させるよう
にしてもよい。

また、第８図で示すように配向部材１２゜１２はコモン
基板２の配向膜１１上に形成するようにしても良い。

さらに、前述した実施例では強誘電性液晶ＬＣを配向さ
せるために、セグメントＴＬｉｓ・・・。

Ｓ・・・列の両側近傍に位置して一対の配向部材１２．
１２を設けたが、これに限定されず、セグメント基板ｓ
・・・、Ｓ・・・列の片側にのみ配向部材Ｉ２を設ける
ようにしても良く、この場合も強誘電性液晶ＬＣの均一
な配向が得られる。

前述の実施例では、本発明を適用した液晶シャッタにつ
いて説明したが、これに限定されず、本発明はテレビジ
ョン受像機などの画像表示用として用いる多重マトリッ
クス形の液晶表示装置にも適用することができる。第９
図は、本発明を適用したドツトマトリックス形液晶表示
装置におけるセグメント基板を示している。図中２１は
セグメント基板で、このセグメント基板２Ｉの内面には
多数のセグメント電極Ｓ・・・が複数列に並べて配列形
成され、さらに配向処理方向Ｈをもって配向処理を施し
た配向膜（図示せず）が形成しである。また、セグメン
ト基板２１の内面の周縁部にはシール部材２２が形成し
てあシ、各セグメント電匝Ｓ・・・列の間には、その配
列方向に沿い、すなわち配向膜の配向処理方向Ｈに対し
て平行な方向に沿って配向部材２３・・・が形成しであ
る。そして、コモン電極および配向膜を形成したコモン
基板を、セグメント基板２Ｚと対向配置して、両基板を
シール部材２２を介して接着し、両県板間に強請２性液
晶を充填する。

このようＫｇ成した液晶表示装置において、シール部材
２２とこれに隣接する配向部材２３および互いに隣接す
る２個の配向部材２３゜２３とでセグメン）＠極Ｓ・・
・列を挾んで夫々形成される有効表示エリアＷＸ・・・
に充填された強誘電１生液晶は、シール部材２２および
配向部材２３の夫々の面との界面効果により、液晶分子
が配向膜の配向処理方向ＨＫ沿って均−且つ安定して配
列される。従って、この液晶表示装置は、セグメント電
極とコモン′電極との間で電界を印加して強誘電性液晶
を挙動させることにより、高いコントラストをもった表
示を行なえる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の液晶装置によれば、有効表
示エリアにおける強誘電性液晶を、所定の配向方向に均
−且つ安定して配向させ、高いコントラストをもっだ表
示を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明を液晶シャッタに適用した
一実施例を示し、第１図は液晶シャッタの有効表示部を
示す説明図、第２図はセグメント基板の内面を示す平面
図、第３図はコモン基板の内面を示す平面図、Ｉ４図は
セグメント基板の電極を拡大して示す平面図、第５図は
第４図Ｖ−Ｖ線に沿う液晶シャッタの拡大断面図、第６
図（ａ）〜（ｃ）は液晶シャッタの製造工程を示す説明
図、第７図（ａ）〜（ｅ）はセグメント基板１の製造工
程を示す説明図、第８図は他の実施例を示す第５図と破
断部分の同じ液晶シャッタの拡大２ＥｆＪ図、第９図は
本発明を適用した液晶表示装置におけるセグメント基板
を示す平面図である。Ｉ・・・セグメント基板、２・・・コモン基板、３・・
・シール部材、１１・・・配向膜、Ｉ２・・・配向部材
、２１・・・セグメント基板、２２・・・シール部材、
２３・・・配光部材、Ｓ・・・セグメントは極、Ｃ・・
・コモン基板、Ａ・・・シャッタ部、ＬＣ・・・強誘電
性液晶。

Claims

【特許請求の範囲】

対向配置された一対の基板と、この一対の電極の間に介
在された強誘電性液晶と、前記一対の基板の各内面に夫
々対向して形成された電極と、前記一対の基板の内面に
形成された配向膜と、前記強誘電性液晶を前記一対の基
板の間に封止するシール部材と、前記一対の基板の間に
おける前記電極の有効部分の近傍に位置して配置され且
つ前記配向膜の配向処理方向に対し平行な方向に沿う前
記強誘電性液晶と接触する面を有し、この面と前記強誘
電性液晶との界面効果により強誘電性液晶を配向させる
配向部材とを具備することを特徴とする液晶装置。