JPS62174723A

JPS62174723A - 液晶素子

Info

Publication number: JPS62174723A
Application number: JP1591786A
Authority: JP
Inventors: Akio Murayama; 昭夫村山; Shinichi Kamagami; 信一鎌上; Hitoshi Hado; 羽藤　仁; Shoichi Matsumoto; 正一松本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-01-29
Filing date: 1986-01-29
Publication date: 1987-07-31

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶素子に関し、特に
液晶の配向に関するものである。

（従来の技術）液晶素子は、腕時計、電卓をはじめとしてパーソナルコ
ンピュータ用ディスプレイ、ポケットカラーテレビなど
幅広く電気光学装置に利用されている。

しかし、現在使用されているネマヂック液晶は電気光学
応答時間が約５０ｍ秒と遅いため、高速応答が要求され
る分野での利用には制限がおる。また現在のＴＮ（ツイ
スト・ネマチック）方式では、その表示容量が限界に達
しつつあり、ＴＮ方式を越える新しい方式が精力的に模
索されている。

なかでも、強誘電性液晶はμ秒単位の高速応答性を示す
ことや、メモリー性があることから表示容量に制限がな
い等の点で、その実用化が期待されている。

強誘電性液晶を用いる場合の技術的問題点は配向の困難
性である。従来のネマチック液晶の配向に用いられる、
布で基板をこするラビング方法では十分良好な配向を得
ることができない。そこで従来とは異なる配向方法が幾
つか提案されてきた。

例えば磁場印加法、電場印加法、シェアリング法、スペ
ーサエッヂ法があげられる。一方、従来からのラビング
法を改良した配向法も提唱されている。

特開昭６０−５７８２１号公報には、一方の基板の配向
面のみを一軸配向処理する試みが記載されている。

また、特開昭５９−１３１９１３号公報には、ポリイミ
ド配向面をラビングした基板と垂直配向基板とを組合わ
せてを用いる試みが記載されている。更に、特開昭６０
−６６２３３号公報には、ナイロン、ポリエチレン、ポ
リエステル等の高分子を配向膜に用い、ラビング方法に
よる配向が記載されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、上述の各方法とも以下に述べる欠点を有してい
る。

磁場印加法では数に〜十数にガウスの磁場を必要とする
ため大型の磁場発生装置が不可欠となり実用性に乏しい
。電場印加法は液晶中を電流が流れることにより液晶分
子の劣化を招く。シェアリング法は大きな面積で均一な
配向を得ることができない、。スペーサーエッヂ法は大
型パネルの作製が困難である。いずれの方法においても
実用性の面で配向法としては採用しがたい。一方、特開
昭６０−５７８２１号公報の片面のみの分子配向を規制
する方法では、分子配向規制力か弱すぎて、分子配向中
に、欠陥線が多数発生して、コントラストの低下を招く
。また、特開昭５９−１３１９１１号公報の方法では、
強誘電性液晶の特徴であるメモリー効果を有する配向は
得られない。更に、特開昭６０−６６２３３号公報の技
術では、分子配向中に欠陥線の存在が避けられない。

［発明の構成〕（問題点を解決するための手段）この発明の液晶素子は、少なくとも一方が透明な一対の
基板間に強誘電性液晶を挟持させた液晶素子において、
前記基板の一方は傾斜配向層を有し、また他方の基板は
水平配向層を有することにより、分子配向中に欠陥線の
ない、強誘電性液晶の均一な配向を実現し、高コントラ
ストで、かつ明瞭なメモリー効果を有する液晶素子を得
ることが可能となる。

（作用）一方の基板の配向層を傾斜配向層、他方の基板の配向層
を水平配向層とすることで、強誘電性液晶分子が上下基
板間でねじれようとする力を、上下一対の基板間の液晶
ダイレクタ−の連続的な傾きの変化により緩和すること
が可能となって、配向の欠陥を生じることがなくなる。

傾斜配向層は液晶分子の局部的光軸が基板平面に対して
１０乃至８０度の傾斜角度をなす配向層であり、例えば
斜方蒸着技術により実現できる。

また、水平配向層は液晶分子の局部的光軸が基板平面に
対して５度以下の傾斜角度をなす配向層であり、例えば
絶縁物薄膜のラビング処理により実現できる。

傾斜配向層側の基板と液晶ダイレクタ−とのなす角度は
、より好ましくは、２０乃至４０度である。角度が１０
度以下となると、配向中に欠陥が生じるようになる。ま
た角度が８０度以上になると垂直配向部分の出現が見ら
れる。

（実施例）実施例１第１図は本発明の一実施例で、透明ガラスでできた２枚
の基板１．２が相対向させられている。

各基板の対向面にはそれぞれ電極３．４が形成され、電
極３上には水平配向層５が、また電極４上には傾斜配向
層６が被着されている。そして、これら基板間１，２に
強誘電性液晶９が水平配向層５、傾斜配向層６に接して
挟持されて、液晶素子１０が形成されている。

以下、この液晶素子の製造法について説明する。

基板１．２のそれぞれ一方の面にネサ膜でできた所定形
状の透明な電極３．４を設けた。電極３を形成した基板
１上に、ポリイミド樹脂（ＰＩＸ１４００：日立化成社
製）をスピナーにより５００人の厚さに塗布し、これを
ラビングマシンにより一軸方向７にラビングし、水平配
向層５を形成した。

また、電極４を形成した基板２上に、蒸着角度８６度で
ＳｉＯを斜め蒸着法を用いて５０人の厚さに蒸着し、傾
斜配向層６を形成した。なお、蒸着角度は、第３図に示
すように、基板４に垂直な方向１４と蒸着方向１６との
なす角度αで規定した。図中、１８は蒸発源である。

この後、基板１．２をラビング方向７と蒸着方向１６を
基板２に投影した方向８がほぼ平行になるように、また
水平配向層５、傾斜配向層６が対向するようにして、１
〜４μｍの間隔を持って貼合わせた。これら基板間に強
誘電性液晶９としてＭＢＲＡ８を封入して、液晶素子１
０を形成した。

次に第２図に示すように、水平配向層５のラビング方向
７から偏光軸１２ａを約６８度ずらした偏光板１２を基
板１に、また偏光板１２の偏光１ｄ１１２ａと偏光軸１
１ａが直交する他の偏光板１１を基板２に設置した。

以上の液晶素子を用いて、電気光学特性を測定したとこ
ろ、±ＩＯＶの矩形波の駆動に対して、コントラストは
３０：１であった。また電界を取去っても、電界印加状
態をそのまま保持する明瞭なメモリー性が確認できた。

また、偏光顕微鏡により液晶素子を観察したところ、分
子配向中に欠陥線の存在しない、非常に均一な配向がみ
られた。液晶分子の傾斜角度は、基板１側で３度、また
基板２側で２５度であった。

実施例２実施例１で用いた基板１．２を、ラビング方向７と蒸着
方向１６を基板２に投影した方向８とが１８０度をなす
ように貼合わせ、電気光学特性を測定した。±１０Ｖの
矩形波の駆動に対して、コントラストは２５：１であっ
た。また実施例１と同様のメモリー性が確認できた。こ
の場合も分子配向中に欠陥線はなく、非常に均一な配向
であった。また、液晶分子の傾斜角度は、基板１側で３
度、また基板２側で２５度であった。

実施例３実施例１で用いた基板１．２を、ラビング方向７と蒸着
方向１Ｇを基板２に投影した方向８とが２２度をなすよ
うに貼合わせ、電気光学特性を測定した。±ＩＯＶの矩
形波の駆動に対して、応答時間は７００μｓｅｃ　、コ
ントラストは３５：１であった。また実施例１．２と同
様のメモリー性が確認できた。

この場合も分子配向中に欠陥線はなく、非常に均一な配
向であった。ま゛た、液晶分子の傾斜角度は、基板１側
で３度、また基板２側で２５度であった。

実施例４実施例１で蒸着角度を７５度に変えて、電気光学特性を
測定したところ、コントラストは２７：１であった。ま
た実施例１と同様のメモリー性が確認できた。この場合
も分子配向の欠陥はなく、均一な配向であった。更に、
液晶分子の傾斜角度は、基板１側で３度、また基板２側
で３０度でめった。

実施例５実施例１で蒸着角度を８０度に変えて、電気光学特性を
測定したところ、コントラストは２７：１であった。ま
た実施例１と同様のメモリー性が確認できた。この場合
も分子配向の欠陥はなく、均一な配向であった。更に、
液晶分子の傾斜角度は、基板１側で３度、また基板２側
で３０度であった。

実施例６実施例１で用いた配向層５をＳｉｎ、をスパッタした後
ラビング処理を施したものにかえた。電気光学特性を測
定したところ、コントラストは２０：１であった。また
実施例１と同様のメモリー性が確認できた。この場合も
分子配向中に欠陥線はなく、非常に均一な配向であった
。また、液晶分子の傾斜角度は、基板１側で１度、また
基板２側で２５度であった。

実施例７実施例１で用いた配向層５を、蒸着角度６０度でＳｉＯ
を斜め蒸着法を用いて５０人の厚さに蒸着Ｌ・た水平配
向層にかえた。電気光学特性を測定したところ、コント
ラストは２５：１であった。また実施例１と同様のメモ
リー性が確認できた。この場合も分子配向中に欠陥線は
なく、非常に均一な配向であった。また、液晶分子の傾
斜角度は、基板１側で０度、また基板２側で２５度であ
った。

比較例１実施例１で用いた傾斜配向層６を配向ａ５と同じポリイ
ミド樹脂ＰＩＸ１４００（日立化成社製）にかえて、ス
ピナーで塗１５侵、一方向にラビングし、水平配向層６
とした。基板１．２を、両配向層５．６、のラビング方
向のなす角度が１８０度になるようにし、また配向層５
．６が対向するようにして、１〜４μｍの間隔を持って
貼合わせた。

電気光学特性を測定したところ、±１０Ｖの矩形波の駆
動に対して、コントラストは６：１であった。

また電界を取去った後、配向は均一な状態を保持しなく
なり、メモリー性が観測できなかった。ｍ光顕微鏡によ
り液晶素子を観察したところ、多くの欠陥線が見られた
。なお、液晶分子の傾斜角度は、基板１側で３度、また
基板２側で３度であった。

比較例２実施例１で用いた配向Ｂ６を５ｉｎ２をスパッタした後
うごング処理を施したものにかえて、電気光学特性を測
定したところ、コントラストは８：１であった。また電
界を取去った侵、配向は均一な状態を保持しなくなり、
メモリー性が観測できなかった。偏光顕微鏡により液晶
素子を１２察したところ、多くの欠陥線が見られた。な
お、液晶分子の傾斜角度は、基板１側で３度、また基板
２側で１度であった。

比較例３比較例２で用いた配向層６を、蒸着角度６０度でＳｉＯ
を斜め蒸着法を用いて５０人の厚さに蒸着した水平配向
層にかえた。電気光学特性を測定したところ、コントラ
ストは１０：１であった。またメモリー性が観測できず
、多くの欠陥線が存在していた。なお、液晶分子の傾斜
角度は、基板１側で０度、また基板２側で１度であった
。

比較例４実施例１で用いた配向層５を、垂直配向剤ＦＣ８０５（
住友３Ｍ社製）で処理した垂直配向層に変えた。配向は
全体が垂直配向となり、±ＩＯＶの矩形波の印加に対し
て、光学的学応答を示さなかった。

［発明の効果］以上実施例で述べたように本発明によれば、一方の基板
の傾斜配向層によりプレティルト角（基板と液晶ダイレ
クタ−とのなす角）を大きくすることにより、一対の基
板間で液晶分子への、基板間でのねじれる力を緩和させ
ることが可能となって、欠陥線のない均一な配向を実現
することができる。そして、高コントラストかつ明瞭な
メモリー効果を有する液晶素子を得ることができる。従
って、本発明の液晶素子を用いれば、能動素子を用いな
いＸ−Ｙ単純マトリックス型で高コントラストかつ人容
伍の液晶表示素子等を実現できる。

なお、基板は視認のため少なくとも一方が透明であれば
よく、また強誘電性液晶はＨＯＢＡＣＰＣ系など種々の
ものを選べることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は本発
明の詳細な説明する略図、第３図は蒸着角度を説明する
図である。１・・・・・・下側基板、　２・・・・・・上側基板、
３．４・・・・・・電極、　５．６・・・・・・配向層
、９・・・・・・強誘電性液晶、　１０・・・・・・液
晶素子、１１、１２・・・・・・偏光板。代理人　弁理士　則　近　憲　イも同　　大胡曲夫２　　匹第　　１　　図！第２図第　　３　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも一方が透明な一対の基板間に強誘電性
液晶を挟持させた液晶素子において、前記基板の一方は
傾斜配向層を有し、また他方の基板は水平配向層を有す
ることを特徴とする液晶素子。
（２）前記傾斜配向層は液晶分子の局部的光軸が基板平
面に対して１０乃至８０度の傾斜角度をなす配向層であ
り、かつ前記水平配向層は液晶分子の局部的光軸が基板
平面に対して５度以下の傾斜角度をなす配向層であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶素子。
（３）前記傾斜配向層は絶縁物を斜方蒸着して形成され
た配向層であ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。
（４）前記水平配向層は絶縁薄膜をラビングして形成さ
れた配向層であ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。
（５）前記水平配向層は絶縁物を斜方蒸着して形成され
た配向層であ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。