JPS63133121A - 液晶素子とその製造法 - Google Patents
液晶素子とその製造法Info
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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。
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
本発明は強誘電性液晶を液晶層として持つ液晶素子にお
いて、透過光量を階調制御できる液晶素子とその製造法
に関するものである。
いて、透過光量を階調制御できる液晶素子とその製造法
に関するものである。
従来の技術
近年、応答速度が速くメモリー性のある強誘電性液晶の
報告がなされている（例えば、竹添秀夫、福田敦夫、久
世栄−；「工業材料」、第３１巻、第１０号、２２）。
報告がなされている（例えば、竹添秀夫、福田敦夫、久
世栄−；「工業材料」、第３１巻、第１０号、２２）。
以下、図面を用いて従来の強誘電性液晶パネルの一例に
ついて説明する。第４図は従来のスメクチック液晶パネ
ルの構造を示すものである。第４図において２１はガラ
ス基板、２２はＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）より成
る透明電極、２４は強誘電性液晶層、２５は液晶分子の
Ｃダイレクタ−１２６は双極子モーメントである。
ついて説明する。第４図は従来のスメクチック液晶パネ
ルの構造を示すものである。第４図において２１はガラ
ス基板、２２はＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）より成
る透明電極、２４は強誘電性液晶層、２５は液晶分子の
Ｃダイレクタ−１２６は双極子モーメントである。
強誘電性液晶は一般に分子長軸に垂直な方向に双極子モ
ーメントをもっており、薄膜化により自発分極を持つよ
うになる。強誘電性を示すカイラルスメクチック相の例
を用いて強誘電性液晶の表記方法を第５図に示す。第５
図（ａ）は分子層の法線２７に対し分子長軸が±θ度傾
いた状態、第５図（ｂｌは−θ度傾いた状態の強誘電性
液晶の表記法である。２７は層の法線、２８は分子の長
軸方向ｎ１２９は双極子モーメントＰＳ、３０はｎをｘ
ｙ平面上に投影した時のＣダイレクタ−Ｃ１３１は分子
長軸の法線に対する傾き角±θ度である。以上のような
構造を持つ強誘電性液晶パネルについて、以下その動作
原理について図を参照しながら説明する。
ーメントをもっており、薄膜化により自発分極を持つよ
うになる。強誘電性を示すカイラルスメクチック相の例
を用いて強誘電性液晶の表記方法を第５図に示す。第５
図（ａ）は分子層の法線２７に対し分子長軸が±θ度傾
いた状態、第５図（ｂｌは−θ度傾いた状態の強誘電性
液晶の表記法である。２７は層の法線、２８は分子の長
軸方向ｎ１２９は双極子モーメントＰＳ、３０はｎをｘ
ｙ平面上に投影した時のＣダイレクタ−Ｃ１３１は分子
長軸の法線に対する傾き角±θ度である。以上のような
構造を持つ強誘電性液晶パネルについて、以下その動作
原理について図を参照しながら説明する。
第６図に従来の強誘電性液晶パネルの表示方法の原理図
を示す。３２は層法線に対して分子長軸が±θ度傾いた
液晶分子、３３は一〇度傾いた液晶分子、３４は紙面表
方向の双極子モーメント、３５は紙面裏方向の双極子モ
ーメント、３６は２枚の偏光板の方向である。さて、第
６図ｆａ）は電圧無印加の状態、第６図（ｂｌは紙面表
から裏へ正の電圧を印加した場合、第６図（Ｃ）は紙面
裏から表へ正の電圧を印加した場合の動作原理である。
を示す。３２は層法線に対して分子長軸が±θ度傾いた
液晶分子、３３は一〇度傾いた液晶分子、３４は紙面表
方向の双極子モーメント、３５は紙面裏方向の双極子モ
ーメント、３６は２枚の偏光板の方向である。さて、第
６図ｆａ）は電圧無印加の状態、第６図（ｂｌは紙面表
から裏へ正の電圧を印加した場合、第６図（Ｃ）は紙面
裏から表へ正の電圧を印加した場合の動作原理である。
このように電圧の印加方向によりセル全体が±θ度傾い
た２つの状態をとり、したがって、電気光学効果による
複屈折または２色性を利用すれば明暗を表すことができ
る。
た２つの状態をとり、したがって、電気光学効果による
複屈折または２色性を利用すれば明暗を表すことができ
る。
以上のように強誘電性液晶は微視的にみると２つの状態
しか取り得ないので、中間調を出すには第６図（ｂｌか
ら第６図（Ｃ１、或いは第６図ｆｃ）から第６ −図（
ｂ）への移行期に得られる第６図（ａｌのような２つの
状態の混ざった状態をもちいるか、或いは２状態の出現
時間の比率を変化させる方法が考えられている（例えば
、クラーク、ラガバール、ウオールニューロディスプレ
イ °８４ ダイジェスト １９８４年、７３頁（Ｎ
、Ａ、ＣＩａｒｋ、Ｓ、Ｔ、Ｌａｆｅｒｗａｌｌ ａｎ
ｄ Ｊ、Ｗａｈｌ：ｔ！ｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ ’８
４ Ｄｉｇｅｓｔ （１９８４） ｐ、７３） ）。
しか取り得ないので、中間調を出すには第６図（ｂｌか
ら第６図（Ｃ１、或いは第６図ｆｃ）から第６ −図（
ｂ）への移行期に得られる第６図（ａｌのような２つの
状態の混ざった状態をもちいるか、或いは２状態の出現
時間の比率を変化させる方法が考えられている（例えば
、クラーク、ラガバール、ウオールニューロディスプレ
イ °８４ ダイジェスト １９８４年、７３頁（Ｎ
、Ａ、ＣＩａｒｋ、Ｓ、Ｔ、Ｌａｆｅｒｗａｌｌ ａｎ
ｄ Ｊ、Ｗａｈｌ：ｔ！ｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ ’８
４ Ｄｉｇｅｓｔ （１９８４） ｐ、７３） ）。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、通常の平面状の電極上で上記の２状態が
混ざった状態を多くの絵素について均一に出現させるこ
とは極めて困難である。さらに２状態の出現時間比率を
変化させる方法については、大規模素子に向くマトリッ
クス駆動については詳しい検討が成されていない。
混ざった状態を多くの絵素について均一に出現させるこ
とは極めて困難である。さらに２状態の出現時間比率を
変化させる方法については、大規模素子に向くマトリッ
クス駆動については詳しい検討が成されていない。
本発明は上記問題点に鑑み、光透過量を階調制御できる
強誘電性液晶を用いた液晶素子とその製造法を提供する
ものである。
強誘電性液晶を用いた液晶素子とその製造法を提供する
ものである。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために本発明の液晶素子は、模型
の間隙を形成する一対の電極間に強誘電性液晶を挾持す
ることにより階調制御が容易に行えるものである。
の間隙を形成する一対の電極間に強誘電性液晶を挾持す
ることにより階調制御が容易に行えるものである。
作用
従来の均一な電極上では、闇値電圧以上の電圧が強誘電
性液晶素子に印加されると、電極上の液晶分子はほとん
ど同時に自発分極が電場方向に向くように反転する。そ
こで、前記の闇値電圧よりわずかに電圧が低いからパル
ス幅が短いパルス電圧を印加すれば、まだらな状態を出
現させることばできるが、この場合、電極表面の微細な
凹凸や液晶層の欠陥や配向状態等の制御の困難な微妙な
因子の影響を受は易いため、絵素または素子により明暗
の分布はまちまちである。そこで本発明の液晶素子では
絵素電極間の間隙を模型にすることにより１つの絵素内
に電界分布ができるようにして、どの絵素でも均一で安
定した階調制御ができるものである。
性液晶素子に印加されると、電極上の液晶分子はほとん
ど同時に自発分極が電場方向に向くように反転する。そ
こで、前記の闇値電圧よりわずかに電圧が低いからパル
ス幅が短いパルス電圧を印加すれば、まだらな状態を出
現させることばできるが、この場合、電極表面の微細な
凹凸や液晶層の欠陥や配向状態等の制御の困難な微妙な
因子の影響を受は易いため、絵素または素子により明暗
の分布はまちまちである。そこで本発明の液晶素子では
絵素電極間の間隙を模型にすることにより１つの絵素内
に電界分布ができるようにして、どの絵素でも均一で安
定した階調制御ができるものである。
実施例
以下に本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。
る。
第１図は、本発明の液晶素子の構成図の１例である。ガ
ラス基板上にアクリル系の樹脂の薄膜を形成し、これを
加熱した鋳型によりプレスして第１図の１のような溝を
付ける。深さｄは０．６μｍである。この表面状に第２
図のような斜め方向から酸化インジウム錫をスパツクす
ると、三角波の影の部分は膜ができないので、マスク無
しで微細なストライプパターンの電極ができた。第１図
の基板２には平坦な硝子基板上に通常の方法により基板
１のストライプ電極とは直交する方向にストライプ電極
を設けである。勿論基板２にも基板１と同様の形状のも
のを用いてもよい。いずれの電極も０．３１ピツチとし
た。基板間距離はエポキシ系のビーズ３により、２．０
μｍから２．６μｍに保たれている。この距離はｉ５
ｃｍ角のパネルで±０．１μｍの誤差があった。基板上
にポリイミド膜を塗布しラビング処理を行った後、エス
テル系の強誘電性液晶の混合物を等労相まで加熱して注
入してから徐冷したところ均一な配向が得られた。この
パネルを第３図のような波形により駆動してみた。
ラス基板上にアクリル系の樹脂の薄膜を形成し、これを
加熱した鋳型によりプレスして第１図の１のような溝を
付ける。深さｄは０．６μｍである。この表面状に第２
図のような斜め方向から酸化インジウム錫をスパツクす
ると、三角波の影の部分は膜ができないので、マスク無
しで微細なストライプパターンの電極ができた。第１図
の基板２には平坦な硝子基板上に通常の方法により基板
１のストライプ電極とは直交する方向にストライプ電極
を設けである。勿論基板２にも基板１と同様の形状のも
のを用いてもよい。いずれの電極も０．３１ピツチとし
た。基板間距離はエポキシ系のビーズ３により、２．０
μｍから２．６μｍに保たれている。この距離はｉ５
ｃｍ角のパネルで±０．１μｍの誤差があった。基板上
にポリイミド膜を塗布しラビング処理を行った後、エス
テル系の強誘電性液晶の混合物を等労相まで加熱して注
入してから徐冷したところ均一な配向が得られた。この
パネルを第３図のような波形により駆動してみた。
第３図＋ａｌは走査電極と信号電極に印加する波形を表
し、第３図（ｂ）はその時絵素に印加される電圧を表す
。選択期間の負のパルスで絵素は黒にリセットされ、最
後に加わるパルスのオン電圧Ｖ。（１７ボルト）の印加
されるパルス幅Ｐｗ （０〜４００μ秒）を変化させる
ことにより階調を制御し、非選択期間のパルスでは輝度
はほとんど変らない。実験の結果、本発明の液晶素子で
はすべての絵素δこついて４階調を均一に表示できるこ
とが分った。
し、第３図（ｂ）はその時絵素に印加される電圧を表す
。選択期間の負のパルスで絵素は黒にリセットされ、最
後に加わるパルスのオン電圧Ｖ。（１７ボルト）の印加
されるパルス幅Ｐｗ （０〜４００μ秒）を変化させる
ことにより階調を制御し、非選択期間のパルスでは輝度
はほとんど変らない。実験の結果、本発明の液晶素子で
はすべての絵素δこついて４階調を均一に表示できるこ
とが分った。
従来の電極」−が平面の液晶素子では、同様の駆動法で
均一に表示できるのは２値だけであったことから、本発
明の液晶素子がより多くの階調を均一に表示する効果が
あることが分った。駆動法については、階調により信号
電圧値を変えるアナログ変調でも良い。
均一に表示できるのは２値だけであったことから、本発
明の液晶素子がより多くの階調を均一に表示する効果が
あることが分った。駆動法については、階調により信号
電圧値を変えるアナログ変調でも良い。
また、本実施例では基板間距離に０．６μｍの差をつけ
たが、この基板間距離の差は、液晶材料、配向性、絵素
サイズ、駆動法等に応じて必要な階調を得るための最適
な値を選ぶべきである。
たが、この基板間距離の差は、液晶材料、配向性、絵素
サイズ、駆動法等に応じて必要な階調を得るための最適
な値を選ぶべきである。
さらに、本実施例では、プレスによって勾配のある溝を
つけたが、この他に、ストライプ状のスペーサーを印刷
もしくは、感光性樹脂により土手を形成したのち、斜め
方向から酸化ケイ素等の電気絶縁物質か、酸化インジウ
ム錫等の透明導電物質を蒸着すると、土手が影になって
、前記の物質が勾配のある層を形成するので、これによ
り基板間を模型にしてもよい。
つけたが、この他に、ストライプ状のスペーサーを印刷
もしくは、感光性樹脂により土手を形成したのち、斜め
方向から酸化ケイ素等の電気絶縁物質か、酸化インジウ
ム錫等の透明導電物質を蒸着すると、土手が影になって
、前記の物質が勾配のある層を形成するので、これによ
り基板間を模型にしてもよい。
発明の効果
本発明の液晶素子は対向する絵素電極間の間隙を喫状に
することにより、印加電界に勾配をつけて、中間調を多
数の絵素または素子において均一に現出させることがで
きる。
することにより、印加電界に勾配をつけて、中間調を多
数の絵素または素子において均一に現出させることがで
きる。
第１図は本発明の一実施例における液晶素子の構成図、
第２図は前記液晶素子に透明電極を付着させるときの配
置を示す側面図、第３図は一実施例におけるマトリクス
駆動波形を表す波形図、第４図は従来の強誘電性液晶パ
ネルの断面図、第５図はカイラルスメクチックＣ液晶の
表記法を示す模式図、第６図は従来の強誘電性液晶パネ
ルの表示の原理を示す平面図である。 １・・・・・・下基板、２・・・・・・上基板、３・・
・・・・ビーズ、４・・・・・・透明電極、５・・・・
・・配向膜、６・・・・・・強誘電性液晶、７・・・・
・・シール材、１０・・・・・・蒸着源またはスパッタ
のターゲット。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名／−ｍ−下
基板 ２−ｍ−上基板 ３″−ビーズ ４−を朗電極 ５− 配Ｐ１臓 乙−弧誘電渾１夜晶 ７− シール材 第１図 第３図 （の〕 第４図 ２１−一一力゛ラス基板 ２？−Ｚ ＴＯ労」反 Ｚ３−配向膜 ？４− 球誘【惺液晶
第２図は前記液晶素子に透明電極を付着させるときの配
置を示す側面図、第３図は一実施例におけるマトリクス
駆動波形を表す波形図、第４図は従来の強誘電性液晶パ
ネルの断面図、第５図はカイラルスメクチックＣ液晶の
表記法を示す模式図、第６図は従来の強誘電性液晶パネ
ルの表示の原理を示す平面図である。 １・・・・・・下基板、２・・・・・・上基板、３・・
・・・・ビーズ、４・・・・・・透明電極、５・・・・
・・配向膜、６・・・・・・強誘電性液晶、７・・・・
・・シール材、１０・・・・・・蒸着源またはスパッタ
のターゲット。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名／−ｍ−下
基板 ２−ｍ−上基板 ３″−ビーズ ４−を朗電極 ５− 配Ｐ１臓 乙−弧誘電渾１夜晶 ７− シール材 第１図 第３図 （の〕 第４図 ２１−一一力゛ラス基板 ２？−Ｚ ＴＯ労」反 Ｚ３−配向膜 ？４− 球誘【惺液晶
Claims (12)
- （１）楔型の間隙を形成する一対の電極間に強誘電性液
晶を挟持することを特徴とする液晶素子。 - （２）一対の電極がマトリックス状の絵素を形成する特
許請求の範囲第（１）項記載の液晶素子。 - （３）少なくとも一方の基板上に基板面に対して勾配の
有る複数の溝をストライプ状に形成して複数の楔型間隙
を設けることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記
載の液晶素子。 - （４）ガラスもしくは樹脂からなる少なくとも一方の基
板面をプレスすることにより勾配のある溝をつけること
を特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の液晶素子
。 - （５）少なくとも一方の基板表面に樹脂を印刷すること
により勾配のある溝をつけて複数の楔型間隙を形成する
ことを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の液晶
素子。 - （６）少なくとも一方の基板上にストライプ状の土手を
形成した後、絶縁物を斜めから蒸着またはスパッタして
、前記絶縁物で基板に対して勾配のある層を形成するこ
とにより勾配のある溝を設けることを特徴とする特許請
求の範囲第（３）項記載の液晶素子。 - （７）少なくとも一方の基板状にストライプ状の土手を
形成した後、透明導電物質を蒸着またはスパッタして、
前記透明導電物質で基板に対して勾配のある層を形成す
ることにより勾配のある溝を設けることを特徴とする特
許請求の範囲第（３）項記載の液晶素子。 - （８）少なくとも一方の基板状にストライプ状の土手を
形成した後、透明導電物質を蒸着またはスパッタして、
前記透明導電物質が基板に対して勾配のある層を形成し
てから前記土手と前記土手上の透明絶縁層をリフトオフ
により除去することにより勾配のある溝を設けることを
特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の液晶素子。 - （９）少なくとも一方の基板状にストライプ状の土手を
形成した後、絶縁物質を蒸着またはスパッタして、前記
絶縁物質が基板に対して勾配のある層を形成してから透
明導電物質を斜めから蒸着またはスパッタした後、前記
土手と土手上の絶縁物質と土手上の透明導電層をリフト
オフにより除去することにより勾配のある溝を設けるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の液晶素
子。 - （１０）少なくとも一方の基板状にストライプ状のスペ
ーサーを形成した後、透明導電物質を蒸着またはスパッ
タして、前記透明導電物質が基板に対して勾配のある層
を形成してからリフトオフによりスペーサーと前記スペ
ーサー上の透明絶縁層を除去することにより勾配のある
溝を設けることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項
記載の液晶素子。 - （１１）溝のある基板面に斜めから透明導電物質を蒸着
またはスパッタすることにより透明電極を形成すること
を特徴とする液晶素子の製造法。 - （１２）基板に対して勾配のある複数の溝のある基板面
に斜めから透明導電物質を蒸着またはスパッタして透明
電極を形成することを特徴とする特許請求の範囲第（１
１）項記載の液晶素子の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28241286A JPS63133121A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 液晶素子とその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28241286A JPS63133121A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 液晶素子とその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63133121A true JPS63133121A (ja) | 1988-06-04 |
Family
ID=17652072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28241286A Pending JPS63133121A (ja) | 1986-11-26 | 1986-11-26 | 液晶素子とその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63133121A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02139522A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Citations (8)
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-
1986
- 1986-11-26 JP JP28241286A patent/JPS63133121A/ja active Pending
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