JPS62191828A - 強誘電性液晶の配向方法 - Google Patents

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】 〔概　　要〕 本発廚は、強誘電性液晶の配向方法に関し、上記液晶を
大面積にわたって均一に配向させることのできる液晶デ
ィバイスを得るために、基板の界面に予め真空蒸着によ
って上記液晶の薄い層を形成し、この液晶層によって、
上記基板間に封入された液晶を配向させるようにしたも
のである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子等の液晶
ディバイスにおいて、上記液晶を一定方向に均一に配向
させるための配向方法に関する。

上記液晶ディバイスでは、上記強誘電性液晶の特性上、
一般にセルギャップを２μｍ以下に薄くし、かつ基板界
面の配向規制力によって液晶を基板に平行に配向させて
いる。このようなディバイスのセル内において、全ての
液晶分子が同一方向を向いて並ぶ、いわゆるモノドメイ
ンが形成された場合には、液晶は第３図（８１，（ｂ）
　（斜線は各液晶分子を示す）に示すようにそれぞれア
ップ（ＵＰ）、ダウン（ＤＯＷＮ）の双安定配向状態を
とり、これら両状態間で、従来の液晶にはない高速スイ
ッチング、高コントラスト比およびメモリ機能が得られ
るという利点を有している。

例えば、液晶としては非常に速い数マ・イクロ秒の応答
（従来の液晶では数百ミＩＪ秒）が可能となる。これは
、強誘電性液晶が、自発分極を有するという点で従来の
液晶と大きく異なり、この自１発分掻と外部から印加さ
れた電界とが強く結合するためである。また、上述した
ように、）！ｓ板板面面らの配向規制力によって双安定
配向状態を取っているため、一旦表示した後は、液晶に
電界を加えなくとも前の表示をそのまま残しているとい
う、メモリ機能を有している。

ところが、上記のような高速スイッチング、高コン１−
ラスト比およびメモリ機能を得るには液晶が均一に配向
されていること、すなわち液晶分子が基板界面に平行に
なり、かつ液晶層（液晶の形成する層）が基板に垂直に
なっていなければならないという条件があり、現在、こ
の条件を得るための有効な液晶配向方法が求められてい
る。

〔従来の技術〕

従来、強誘電性液晶の配向方法としては、すり応力を加
えることにより行うシェアリング法、マイラーフィルム
のスペーサエツジを発端とするスペーサエツジ法、磁場
を印加することにより行う磁場法、或いは従来のツィス
テッド・ネマティック（ＴＮ）液晶等に用いられるソフ
トラビング法等が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記シェアリング法およびスペーサエツジ法はｌ　ｃＡ
以下の小面積の配向には有効であるが、ＩＣＩＡを越え
る大面積では全体的に均一な配向が不可能であった。こ
のように全体的に均一な配向ができないと、部分的に均
一な配向領域が生ずる、いわゆるアモルファス状態とな
ってしまい、前述したような条件を得ることはできない
。また、磁場法は、液晶を１００℃前後の高温に加熱し
ながら磁場を印加しなければならないこと、磁場の強度
が十数キロガウス以上必要なこと、および均一な磁場強
度を大面積でとるのが難しいこと等から、実際的でない
。ソフトラビング法は、大面積にも適応でき量産向きだ
が、十分なメモリ効果が得られず、コントラスト比が上
がらない等の欠点がある。

強誘電性液晶を特に液晶表示素子に用いるには、小面積
だけでなく大面積においても、前述したような条件を満
たし、均一かつ安定な配向が可能でなければならない。

ところが、上記従来の配向性は、上述したように、有機
物である強誘電性液晶を大面積にわたって均一に配向さ
せるのには適さず、従って、強誘電性液晶の前述した利
点を引き出すことができない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、強誘電性液晶を大
面積にわたって均一に配向させることができ、従って、
上記液晶の利点である高速スイッチング、高コントラス
ト比およびメモリ機能を備えた液晶ディバイスを実現で
きる、上記液晶の配向方法を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、液晶を基板間に
封入する前に、基板の液晶と接する界面に真空蒸着によ
って予め薄い液晶層を形成しておき、この液晶層を配向
層として用い、その後に基板間に封入された液晶を上記
配向層に沿って配向させるようにしたものである。

〔作　　　用〕

強誘電性液晶は、従来の液晶と比較して分子が大きく、
熱的に安定しているため、真空中で加熱しても、液晶分
子は分解せずに飛んでいく。また、各分子は一定方向に
自発分極を持っているので、真空蒸着すると、全ての分
子は一定方向を向いて並ぶ。従って、強誘電性液晶は真
空蒸着に適しており、しかも、真空蒸着によって形成さ
れた上記液晶層は配向が非常に良（そろっている。その
ため、このように真空蒸着で形成された液晶層を配同層
として用いれば、大面積であっても、その配向眉間に挾
まれた液晶は全体的に非常に均一な配向を示すようにな
る。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る配向層の真空蒸着に
よる形成方法を示す概略構成図である。

同図において、まず一般に用いられる真空蒸着装置の真
空槽１内のヒータ２上に、例えばＩｎｘ０Ｂ等の透明電
極（不図示）のパターニングされた１ｃｒＡ以上の大面
積のガラス製の基板３を２枚配置する。さらに容器状の
蒸着用のヒータ４内に、強誘電性液晶（例えばヘキシロ
キシ−ベンジリデン−ｐアミノ−２−クロロプロピルシ
ンナメイト）Ｌｌを所定量大れる。

次にミ真空槽１内をロータリーポンプ、油拡散ポンプ等
を用いて、例えば２Ｘ１０　　Ｔｏｒｒまで排気した後
、基板３をヒータ２で所定温度（例えば６０℃）に設定
し、蒸着用のヒータ４を例えば約１０Ｗまで徐々に電力
を上げ加熱する。そして、ヒータ４の電力がｔＯＷに達
した後、例えば約３０秒間蒸着を続け、基板３上に上記
液晶Ｌ１の液晶層５を約数千オングストロームの層厚で
形成する。その後、ヒータ４の電源を切り、ヒータ２の
電源を制御しながら、基Ｆｉ３の温度を例えば約６０分
かけて室温に戻す。

このようにして基板３上に形成された薄い液晶層５は、
前記〔作用〕の欄に述べたように、全ての液晶分子が一
定方向を向いて並んでおり、基板３の前面にわたって均
一に配向している。

そこで次に、上記基板３の温度が室温に戻った後、乾燥
窒素で真空槽１内をリークし、上記液晶層５の形成され
た２枚の基板３を取り出す。そして直ちに、例えば厚さ
２μｍのマイラーフィルムをスペーサとして上記２枚の
基板３を対向させ、液晶パネルを作製する。このパネル
に上記強誘電性液晶を加熱して封入することにより、液
晶セルが完成する。

上記液晶セルの模式図を第２図に示す。ただし同図は、
理解を容易にするために、縦方向に誇張して描かれてお
り、また液晶分子も大きく描かれている。同図において
、基板３および液晶層５は、第１図に示したものと同一
である。液晶Ｍ５は、上述したように大面積の基板３の
前面にわたって均一に配向しており、また基板３に対し
て垂直方向に広がる数層乃至数千層の液晶層からなって
いる。そのため、基板３、液晶層５およびスペーサ７で
構成されるパネル内に封入された強誘電性液晶Ｌ２は全
体的に液晶層５を配向層とする配向規制力を受ける。す
なわち、上記液晶Ｌ２の液晶分子Ｌ２ａは、液晶層５の
液晶分子５ａと同一方向を向き（第２図中では液晶分子
５ａ、Ｌ２ａは模式的に描かれているが、実際は基板３
に対して平行な平面内において、一定方向を向いている
）、かつ基板３に対して垂直方向に広がる何層もの液晶
層を構成する。

従って、上記液晶Ｌ２は、前記〔産業上の利用分野〕の
欄で述べた条件を満たずことができる。

そこで、上記実施例によって作成された液晶セルを偏光
顕ＷＩ鏡によって実際に観察したところ、基板３上にパ
ターニングされている前記透明電極（不図示）と対応し
て、液晶Ｌ２内に一様なモノドメインが形成されている
ことを確認できた。よって、以上のようにして配向の行
われた液晶は、第３図に示したようなアップ（ＵＰ）お
よびダウン（ＤＯＷＮ）の双安定配向状態となることが
でき、これら両状態間で、前述したような高速スイッチ
ング、高コントラスト比およびメモリ機能が得られる。

なお、第１図において、基板３と蒸着源である液晶Ｌ１
との距離は、可能な限り長くとった方がより配向性の良
い液晶Ｎ５が得られる。また、真空蒸着の際、イオンガ
ン６を用いてアルゴンガス等のイオンビームＢを基板３
に照射すれば、液晶層５の配向性が増し、従ってモノド
メインの形成がより促進される。

また、真空槽１の容積をもっと大きくすることにより、
もっと大面積の基板であっても同様に均−なモノドメイ
ンを作成することができる。さらに、強誘電性液晶は前
述したように真空蒸着に適しているので、上述したよ′
うに後からパネル内に液晶を封入するかわりに、真空蒸
着によって液晶全体を基板上に形成するこもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、強誘電性液晶を大
面積にわたって均一に配向させることができ、従って高
速スイッチング、高コントラスト比およびメモリ機能を
備えた強誘電性液晶ディバイスを実現することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る配向層の形成方法を示
す概略構成図、 第２図は同実施例によって作成された液晶セルを示す模
式図、 第３図は強誘電性液晶パネルを上方から見た場合の双安
定配向状態を示す模式図である。 ｌ・・・真空槽、 ２・・・ヒータ、 ３　・　・　・基板、 ４・・・蒸着用のヒータ、 ５・・・　（強誘電性液晶の）液晶層、６・・・イオン
ガン、 Ｌ　＋、Ｌ？・・・強誘電性液晶、 Ｂ・・・イオンビーム。 特許出願人　　　富士通株式会社 第１図 ５倍ミ誘１画ｍ）’；（薯巳−品−？ニル第２図 １弐Ｍ電とざｊえ晶の７ズモ子庁−匝乙向士（東も（呼
え品也１し９ニク）゛ら尼２図） 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）双安定配向状態を有す強誘電性液晶を基板間に封
   入してなる液晶ディバイスにおいて、前記液晶と接する
   前記基板の界面に真空蒸着によって予め強誘電性液晶の
   液晶層を薄く形成し、該液晶層を配向層として用いるこ
   とにより前記基板間に封入された前記液晶を配向させる
   ことを特徴とする強誘電性液晶の配向方法。
2. （２）前記液晶層は数層乃至数千層からなっていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の強誘電性液
   晶の配向方法。
3. （３）前記真空蒸着の際、前記基板に対してイオンビー
   ムを照射することを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の強誘電液晶の配向方法。