JPS63121815A

JPS63121815A - 液晶電気光学素子の製造方法

Info

Publication number: JPS63121815A
Application number: JP26779586A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Kigoshi; 基博木越
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-11-12
Filing date: 1986-11-12
Publication date: 1988-05-25

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明は強誘電性液晶を使用した液晶電気光学素子の
製造方法に係わり、特に強誘電性液晶分子の配向方法に
関する。

（従来の技術）強誘電性液晶は、カイラルスメクティック相を示しかつ
そのらせん軸及び分子の長軸のどちらにも垂直な方向の
成分を持つ永久双極子を有する液晶である。この双極子
と電界の相互作用により液晶分子を駆動することができ
る。この強誘電性液晶を使用した液晶電気光学素子は、
高速応答、蓄積形表示が可能で必る等の特徴を持つため
、従来のネマティック液晶を用いた液晶表示素子に比べ
て走査線の数を増した大面積で大表示容量の表示パネル
や、高速の光シヤツターが実現可能であると言われてい
る。しかしその反面、強誘電性液晶はネマティック液晶
に比べて均一で良好な配向を得ることが困難であり、実
用的な素子を製作する上で大きな問題となっている。

強誘電性液晶の配向方法としては、以下のような方法が
ある。

（１）　　従来のネマティック液晶の場合と同様に、基
板表面に適当な膜を形成してこれをラビングするか、ま
たはシリコン酸化物等を斜方蒸着する等の配向膜を形成
し、徐冷により液晶分子を配向させる方法。

（２）延伸されたポリエチレンテレフタレート等のフィ
ルムを前記２枚の基板間のスペーサとして使用し、その
延伸方向に切断されたエツジからスメクティック相を結
晶成長させる方法。

（３）　　シアリング法。

（４）　　磁場をかけて配向させる方法。

（２）の方法については例えば、「応用物理」の第５４
巻第５号（１９８５年）の４２４ページから４２５ペー
ジにかけて述べられている。また、（３）の方法の文献
としては、例えば、ノーエル・ニー・クラークとスベン
・チー・ラゲルバルによるアプライド・フィジックス・
レターの第３６巻く１９８０年）８９９ページからの論
文がある。

（発明が解決しようとする問題点）ここで実用的な液晶デバイスに要求される配向法の条件
としては、（イ）再現性、安定性が良好であること（ロ）セルの全
面にわたり均一な配向が得られること（ハ）配向力に記憶効果があること（ニ）セルのギャップ制御を妨げないこと（ホ）生産性
が良好であること等がある。

この観点から前述の（１）〜（４）の方法を検討すると
、（２）の方法については広い面積にわたって均一な配
向を得ることが困難であり、ギャップの制御も難しく、
生産性も良くない。また（３）及び（４）は、配向力に
記憶効果が無いので、液晶の配向が一度乱れると再び配
向処理を行わない限り、液晶の配向は回復しない。さら
に生産性も良くなく、ギャップの制御の点でも問題があ
る。従って、実用的な強誘電性液晶電気光学素子の製作
には、（１）の配向方法すなわち、基板表面に配向膜を
施す方法が最も適していると考えられる。

しかし、一般に、（１）の方法を用いた場合、カイラル
スメクティックＣ相のらせんがほどけた状態では、ラビ
ング方向にたいして対称に２つの安定状態が存在し、分
子は比較的自由にこの２つの状態のどちらかの状態をと
りつる。このため配向の均一性が損われ、さらに、の不
均一性により表示品質が低下することになる。

この発明はこの様な状況に鑑みなされたもので、生産性
がよく、セルギャップの制御も比較的に容易である強誘
電性液晶分子の配向方法であり、基板表面に配向膜を形
成し、これをラビングした基板を使用して組み立てたセ
ルを加熱し、徐冷することによって配向を制御する方法
において、徐冷中に液晶分子に正負対称のパルス電界を
印加することにより、均一で良好な液晶分子の配向を得
ることを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）即ちこの発明は、−主面上に透明電極と配向膜が形成さ
れた第１及び第２基板間に強誘電性液晶を挟持してなる
液晶電気光学素子の製造方法であリ、強誘電性液晶を配
向させるために徐冷を行う際に、強誘電性液晶分子に正
負対称のパルス電圧を印加することを特徴とする。

（作　用）前述したように、ラビングを施した配向膜を用いて徐冷
により強誘電性液晶分子を配向させる方法を用いた場合
に配向が不均一となるのは、カイラルスメクティックＣ
相の螺旋がほどけた状態では、ラビング方向に対して対
称に２つの安定状態が存在し、分子は比較的自由にこの
２つの状態のどちらかの状態をとりうるからである。従
って、２つの安定状態のどちらかをとるような強制力を
外部から与えることが配向を均一とするのに有効である
。

相転移系列中で、スメクティックＡ相からカイラルスメ
クティックＣ相となるような強誘電性液晶材料では、ス
メクティックＡ相で層構造が形成され、カイラルスメク
ティックＣ相への相転移温度となると分子が傾き、カイ
ラルスメクティック相が形成される。このようにスメク
ティックＡ相からカイラルスメクティックＣ相へ相転移
し分子が傾く際に、分子の配向方向を安定な一状態に均
一に配向させれば良い。

この発明では強制力として電界を用い、適当な温度範囲
で電界を印加することで均一な配向を得る。さらに、正
負対称の電界を印加することで液晶材料の劣化を防ぐ。

また、パルス電界とすることで強誘電性液晶の特徴であ
るメモリ特性の劣化を防ぎ、配向が均一となることと合
わせて、メモリ特性も向上する。

（実施例）以下この発明の詳細を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例を用いて形成された液晶電
気光学素子の一例を示す図である。即ち、第１及び第２
基板（１）、　（２）例えばガラス基板の一主面（Ｉａ
）、　（２ａ）上にはそれぞれ例えばＩＴＯ（インジウ
ム・チン・オキサイド）からなる透明電極（３）。

（４）のパターンが形成されており、この後、第１及び
第２基板（１）、　（２）を洗浄・乾燥して表面を清浄
にする。次に第１及び第２基板（１）、　（２）の−主
面（ｌａ）。

（２ａ）上には、透明電極（３）、　（４）を覆う様に
適当な配向膜（５）、　（６）、例えばポリアクリルニ
トリル等が塗布されており、これは焼成後、ラビングに
より処理されている。そして第１及び第２基板（１）、
　（２）はスペーサ（７）例えばアルミナのビーズを介
して、それぞれ透明電極（３）、　（Ａ＞が対向した状
態で一体となるように、液晶の注入口となる部分を除い
て例えばエポキシ系の接着剤からなる封着材（８）で貼
り合　　。

わされている。次に、前述の注入口より強誘電性液晶（
９）を注入した後、例えばエポキシ系の接着剤からなる
封止材（［ｌ）で注入口を封止しセル（１１）を形成す
る。ここで強誘電性液晶（９）は、相転移系列中にスメ
クテイツクＡ相を含み、スメクデイツクＡ相からカイラ
ルスメクテイツクＣ相へ相転移する液晶材料からなる。

ぞして強誘電性液晶（９）を配向させるために、強誘電
性液晶（９）が等方相になるまでセル（１１）を加熱し
、毎分的２℃あるいはそれ以下の速さで徐冷する。更に
徐冷中の適当な温度範囲で透明電極（３）、　（４）に
パルス電圧を印加することにより、強誘電性液晶（９）
の分子に電界を印加する。この処理が終わった後、第１
及び第２基板（１）、　（２）の他主面（ｌｂ）、　（
２ｂ）側にはそれぞれ偏光板乾）、偏光板（１３）及び
反射板（１４）を被着する。

ここで、強誘電性液晶（９）に電圧を印加する温度範囲
は液晶材料により異なるが、スメクティック△相からカ
イラルスメクティックＣ相へ相転移する温度を含むよう
にする。また、印加パルス電圧の波形の一例としては第
２図に示す様なものがある。これは正負対称のパルス電
圧であり、正のパルス電圧を印加した後に電圧を零とし
次に負のパルス電圧を印加するという動作を繰り返して
なるものである。例えば強誘電性液晶（９）に株式会社
チッソ製のＣ５−１０１５を使用した場合、この液晶材
料のスメクティックＡ相からカイラルスメクテイツクＣ
相への相転移温度５７．１°Ｃを含むように、徐冷中の
温度が約６３°Ｃになった時点から、第２図に示すパル
ス電圧を印加する。この例では、パルス幅（２０）が１
２２秒でパルス高（２１）が１．２Ｖの場合に最ち配向
が均一となり、コントラスト比が向上し表示品質が改善
された。また配向の均−化によって、メモリ時のドメイ
ンの発生が最小限に抑えられるようになり、メモリ表示
のコントラスト比も向上した。

なおパルス幅（２０）とパルス高（２１）は、使用する
液晶材料と配向膜の組合せにより異なることは言うまで
もない。

［発明の効果］この発明は、セルを形成して加熱した後の徐冷中に電界
を印加してなるので、均一で良好な配向が得られ、強誘
電性液晶を用いた液晶電気光学素子の表示品質とメモリ
特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するための断面図で
あり、第２図はこの発明において印加するパルス電圧の
波形の一例を示す図である。（１）・・・・・・第１基板（２）・・・・・・第２基板（３）、　（４）・・・・・・透明電極（５）、　（［
））・・・・・・配向膜（９）・・・・・・強誘電性液
晶（１１）・・・・・・セル

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１及び第２基板の一主面上に透明電極のパター
ンを形成する工程と、前記透明電極を覆うように配向膜
を形成する工程と、前記透明電極が対向した状態で前記
第１及び第２基板が一体となるように液晶の注入口とな
る部分を除いて周囲を封着する工程と、前記注入口より
強誘電性液晶を注入した後前記注入口を封止してセルを
形成する工程と、前記セルを前記強誘電性液晶が等方相
になるまで加熱した後に徐冷を行い、この徐冷中に電界
を印加することを特徴とする液晶電気光学素子の製造方
法。
（２）前記電界が正負対称であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の液晶電気光学素子の製造方法。
（３）前記電界が正負対称のパルス電圧であることを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の液晶電気光学素子
の製造方法。
（４）前記正負対称のパルス電圧が、正のパルス電圧を
印加した後に電圧を零とし次に負のパルス電圧を印加す
るという動作を繰り返してなることを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の液晶電気光学素子の製造方法。
（５）前記強誘電性液晶として使用する液晶材料が、液
晶材料の相転移系列中にスメクティックＡ相を含みスメ
クティックＡ相からカイラルスメクティックＣ相へ相転
移する液晶材料であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の液晶電気光学素子の製造方法。
（６）前記電界を徐冷中に印加する際、その温度範囲に
少なくともスメクティックＡ相からカイラルスメクティ
ックＣ相への相転移温度を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の液晶電気光学素子の製造方法。