JPS62247326A - 強誘電性液晶素子の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シヤツタアレイ等に
適用する強、Ｊ’ｉｔｔ性液晶素性液製素子法に関し、
詳しくは液晶分子の初期配向状態を改善することにより
、表示ならびに駆動特性を改善した強誘電性液晶素子の
製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来の液晶素子としては、例えばエム、シャット（Ｍ、
　５ｃｈａｄｔ）とダブり二一、ヘルフリッヒ（Ｌ　ｌ
１ｅｌｆｒｉｃｈ）著“アプライド・フィジックス・レ
ターズ″　（“Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ″）第１８巻、第４号（１９７１年２月ｌＳ
日発行）、第１２７頁〜１２８頁の“ボルテージ・ディ
ベンタント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・
ア・ツィステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル
（”Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　０ｐｔｉｃ
ａｌ　ＡｃｔｉｖｉＬｙ　ｏｒａ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎ
ｅ５ａＬｉｃ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ″）に示
されたライステ・ント・ネマチ・ンク（ｔｗｉｓＬｅｄ
　ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を用いたものが知られている。

このＴＮ型液晶は、画素密度を高くしたマトリクス電極
構造を用いた時分割駆動の際に、クロストークを発生す
る問題点かあるため、画素数か制限されていた。

また、各画素にトランジスタによるスイッチング素子を
接続し、画素毎をスイッチングする方式の表示素子か知
られているか、基板上に薄膜トランジスタを形成する工
程か極めて煩雑な上、大面積の表示素子を作成すること
か難しい問題点がある。

このような従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用がクラーク（Ｃｌ
ａｒｋ）及びラガウオ−）しくｌａｇｅｒｗａｌｌ）の
両者により提案されている（特開昭５６−１０７２１６
号公報、米国特許第４，３６７．９２４号明細書等）、
双安定性を有する液晶としては、一般に、カイラルスメ
クティックＣ相（Ｓａｃ”）又はＨ相（ＳｍＨ”）を有
する強誘電性液晶か用いられる。この液晶の膜厚は強誘
電性液晶の螺旋構造か解除されるのに充分小さく保たれ
、このため電界に対して第１の光学的安定状態と第２の
光学的安定状態からなる双安定状態をもつことになる。

このため、前述のＴＮの型液晶で用いられた光学変調素
子とは異なり、例えば一方の電界ベクトルに対して第１
の光学的安定状態に液晶か配向し、他方の電界ベクトル
に対しては第２の光学的安定状態に液晶か配向される。

［発明か解決しようとする問題点］ 前述の双安定性を有する液晶を用いた光学変調素子か所
定の駆動特性を発揮するためには、一対のモ行基板間に
配置される液晶か、２つの安定配向状態間での変換か効
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。

しかしながら、前述したような螺旋構造か解除されて双
安定性か付与されたカイラルスメクチック液晶素子は、
その素子を作成する上で極めて難かしい問題か存在して
いる。すなわち、本発明者らの研究から、強誘電性液晶
は一様な初期配向状態（モノドメイン）を形成すること
か非常に難かしい。本発明者らのさらなる研究から、液
晶セルに強誘電性液晶を注入する際の液晶の進行方向と
一軸性配向処理（ラビング処理、斜方蒸着など）の方向
との間の角度か、液晶の配向欠陥の数と密接な関係があ
り、それらが互に平行な時に最も欠陥の少ないモノドメ
インか実現できることが判明した。

従って、本発明の目的は上述した事情に鑑み高速応答性
、高密度画素と大面積を有する表示素子あるいは高速度
のシャッタースピードを有する光学シャッター等として
強誘電性液晶などの液晶。

特に双安定性を有する強誘電性液晶を使用した光学変調
素子において、従来問題であったモノドメイン形成性な
いしは、初期配向性を改善することにより、その特性を
充分に発揮させ得る液晶素子を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明は透明電極か形成され、かつ少なくとも一
方の基板に一軸性配向処理がなされた配向制御膜を有す
る一対の基板間に強誘電性液晶が挟持されてなるセル構
造の液晶素子において、強誘電性液晶を液晶セルに注入
する時、注入孔が配向制御膜の一軸性配向処理方向の平
行軸上または略平行軸上に設けられていることを特徴と
する強誘電性液晶素子の製造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の方法により製造された強誘電性液晶の
１例を示す説明図である。同第１図において１本発明の
強誘電性液晶の製造方法はガラス基板ｌの上にストライ
プ状の透明電極５を形成し、該透明電極の上に高分子物
質の被膜からなる一軸性配向処理が施された配向制御膜
を形成した一対の平行基板間にスペーサーを介在せしめ
、かつ前記一対の透明電極を組合わせてマトリクス状に
形成して接着剤層４を設けて固着した液晶セル３に、強
誘電性液晶を前記ガラス基板ｌの一方に設けた複数の注
入孔２より注入する工程において、注入孔２を配向制御
膜の一軸性配向処理方向７の平行軸８又は略平行軸上に
設けることによって、液晶の進行方向６と配向制ｕ４ｖ
の一軸性配向処理方向７が平行または略平行になる状態
を維持しながら注入を行い、一様な初期配向状態を有す
る液晶素子を得る方法である。

本発明において、液晶セルに強誘電性液晶を注入するに
は、液晶セルを真空容器に収容し、排気して真空下にお
いて加熱しながら液晶セルの注入孔に液晶を接触させる
。加熱は液晶の粘性を低くして注入速度を速めるために
行う０次いて、液晶セルを大気圧にもどして加圧するこ
とによりセル内外の圧力差により注入を行う。

本発明において、強誘電性液晶は等吉相（液体）まて昇
温してセルに注入し、注入後降温して５ｔｓＣ”相にす
る。

本発明において、強誘電性液晶は特に限定することなく
、通常使用されている広範囲のものを使用することがで
きる。

また、配向制御膜は基板上に被覆した高分子物質の被膜
をテレン布等によりラビング処理するか、または斜方蒸
着等により一軸性配向処理を施すことにより形成するこ
とかできる。

本発明において配向制御膜の一軸性配向処理方向と液晶
の注入方向は平行又は略平行であることを要する。尚、
平行または略平行とは配向制御膜の・軸性配向処理によ
り形成された一軸性配向軸の方向と液晶か液晶セル中に
注入して行く進行方向か同一または略同−であることを
意味する。

［作用］ 本発明は、萌述したように液晶の注入方向と一軸性配向
処理の方向との関係か欠陥の発生率に関連かあることに
着目してなされたちのてあり、注入孔を一軸性配向処理
方向の平行軸上又は略モ行軸上に設けることによって、
液晶の注入方向と配向制御膜の一軸性配向処理方向か平
行または略ト行に設定し、これにより液晶素子のモノド
メイン形成性を改りし、一様な初期配向状態を形成する
ことかできるものと推定される。

［実施例］ 以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。

尚、本実施例において強誘電性液晶材料としては、以下
の２ＪＡ分の液晶を使用した。

液晶材料 成分比（約） ３３°　　　５０°　　　６ピ　　７３゜ＣｒｙｓＬ　
−Ｓａｃ”　＝Ｓｓ＾　＝Ｃｈ＃Ｉ５゜へ　　　／１８
φ　　　４７．４’　　　　　　　６０．８°　　　７
０．３０Ｓ■Ｂ 実施例１ 第１図に示す構成の液晶セルを使用して実験を行った。

液晶セルは、断面図に見ると層構造をなしており、ガラ
ス基板／透明電極／ポリイミド膜／液晶／ポリイミドＩ
Ｉ５！／透明電極／ガラス基板の構成からなる。透明電
極はインジウム−ティン−オキサイドを１００ＯＡの層
厚で形成し、　１００　！■ピッチで幅８０ｇｍのスト
ライプ状スペーサーをフォトエツチングにより形成した
。上下基板ては、そのストライブ状スペーサーを直交さ
せ、マトリクス電極群からなるマトリクス構造にした。

ポリイミド配向膜はポリイミド形成液（日立化成工業■
製、ＰＩＱ）を７０ＯＡの層厚で形成し、焼成後、テレ
ン布によりラビング処理した。ラビング方向は第１図に
記載した基板の長手方向であり、液晶注入方向と平行で
ある。

液晶の層厚は２．０ｐｍでほぼ均一に保たれるように、
２．０ｇｇ＋のアルミナスペーサーを基板上に散布して
、二枚の基板を接着剤によりはり合せ、一枚の基板の端
に６個の注入孔を設けた。

液晶の注入は、液晶セルを真空容器に収容し、前記２次
分液晶が等吉相になる温度（約７５℃）まで昇温し、か
つ液晶セル内を脱気するため、排気してセルの雰囲気を
真空下にする。この状態で液晶を前記液晶セルの注入孔
に接触させる。その後、液晶セルの雰囲気を大気圧にも
どしてセル内外に生じた圧力差により注入か促進させる
。この際、液晶の注入方向とラビング処理による一軸性
配向処理方向が平行になるように注入を行った。

液晶の注入が完了し、注入孔を封止後、直交ニコル丁の
顕微鏡観察により欠陥のない良質なモノドメインか得ら
れていることが判明した。また適宜電極にパルス電界を
加え、安定状態間の転移を行ったか、Ｉ　ｌｌ５ｅｃで
１８Ｖの電圧でスイッチングが行われ、コントラスト比
はｌ：８であった。

比較例１ 前記実施例１におけるラビング方向を、基板端面に対し
て４５°にする以外はセル構成・作成工程を同様にして
対照実験を行った。

このセルを直交ニコルの顕微鏡下でａ察すると、モノド
メインは得られず、明部と暗部が連続的に変化するテク
スチャーが随所に観察された。

これはスメクチック液晶の層構造が一様に形成されず、
波状に形成された液晶の分子軸方向を反映ている。また
、注入方向と直交方向に多く欠陥が走っていた。画素の
全体にわたるものもあり、初期配向が悪かった。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明の強誘電性液晶素子の製造方法
は、液晶セルへの液晶の注入を、液晶の　。

進行方向と配向制御膜の一軸性配向処理力向か平行また
は略平行状憇にて行うので、モノドメイン形成部を改善
し、一様な初期配向状態を有する液晶素子を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により製造された強誘電性液晶の
１例を示す説明図である。 ｌ・・・基板　　　　　　　２・・・注入孔３・・・液
晶セル　　　　　４・・・接着剤層５・・・透明電極　
　　　　６・・・液晶注入方向７・・・一軸性配向処理
方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極が形成され、かつ少なくとも一方の基板
   に一軸性配向処理がなされた配向制御膜を有する一対の
   基板間に強誘電性液晶が挟持されてなるセル構造の液晶
   素子において、強誘電性液晶を液晶セルに注入する時、
   注入孔が配向制御膜の一軸性配向処理方向の平行軸上ま
   たは略平行軸上に設けられていることを特徴とする強誘
   電性液晶素子の製造方法。
2. （２）前記一軸性配向処理がラビング処理である特許請
   求の範囲第１項記載の強誘電性液晶素子の製造方法。
3. （３）前記一軸性配向処理が斜方蒸着により形成された
   膜である特許請求の範囲第１項記載の強誘電性液晶素子
   の製造方法。