JPS63141024A - 液晶装置および液晶装置の作製方法 - 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】 「発明の利用分野ｊ この発明はスメクチック液晶に関するもので、特にその
代表例の１つである強誘電性液晶（以下ＦＬＣという）
を用いた液晶装置に関し、コントラスト比の向上および
グレースケールの可能化を図り、マイクロ・コンビ二一
夕、ワードブロセソサまたはテレビ等の表示部の薄型化
を目的とする液晶装置、さらにディスクメモリ等のメモ
リ装置、スピーカ等の音９機器へ応用する液晶装置の作
製方法に関する。

「従来技術」 従来、スメクチック液晶を用いて液晶装置を作製せんと
する場合、この液晶°の一対の基板の内側に一対の電極
を設け、その電極上の液晶側に対称配向膜を設ける方式
が知られている。

しかし、かかる単純マトリックス構造または各画素に非
線型素子が直列に連結されたアクティブ素子構造におい
ては、前記したスメクチック液晶が十分大きいＥｃ（Ｈ
ｍ界電界またはスレッシュホールド電界）を有すること
が最も重要である。このＥｃは、液晶が所定の電界以下
では初期の状Ｂ（例えば非透過）を保持し、所定の電界
以上においてきわめて急峻に反転し、他の状態（例えば
透過）を呈する現象、およびこの逆に透過より非透過と
なる現象をいう。即ち、このＥｃはＥｃ＋　（正に電界
を加える場合に観察される臨界電界）と、逆にＥｃ−（
負に電界を加える場合に存在する電界）とがある。

しかしかかるＥｃ＋とＥｃ−はスメクチック液晶におい
てはきわめてその存在が乏しく、特にカイラルスメクチ
ックＣ相を発現する液晶においては、この液晶の印加す
るパルス電界の電界強度とそのパルス巾との値に大きく
依存している。そのためマトリックス表示においてはｒ
ＡＣ駆動法」として知られている駆動方式を用いなけれ
ばならない。

即ち、正方向に書き換えんとする時、−慶賀のパルスを
加え、次に正のパルスを所定の電界強度と時間とを精密
に制御して加える。また逆に、負方向に書き換えんとす
る場合も一度正のパルスを加え、次に負のパルスを所定
の電界強度と時間との精密な制御のもとに加えなければ
ならない。

「発明が解決しようとする問題点」 かくの如きスメクチック液晶であって、特に強誘電性液
晶として用いんとした時、これまでの技術では前記した
如きｒＡＣ駆動法」を用いなければならない。また、表
面安定化したＦＬＣ（５ｕｒｆａｃｅＳｔ、ａｂｉｌｉ
ｚｅｄ　　ＦＬＣまたは５ＳＦＬＣという）技術を用い
なければならない。しかしかかる技術はグレイスケール
が出しに＜＜、表面というきわめて不安定な面の物性を
用いなければならないという大きな欠点を有していた。

このため５ＳＦＬＣ技術を用いない手段が求められてい
た。本発明はかかる発明を実効するためになされたもの
である。

本発明はかかる強誘電性液晶を用いた場合、液晶それ自
体にＥｃを有することを求めるのではなくこの液晶と配
向膜（配向処理）とを一体物とみなし、その全体で実質
的に有効なＥｃを得んとしたものである。

ｒ問題を解決するための手段」 かかる問題を解くため、本発明はＥｃを決定する要素と
してＦＬＣに密接または実質的に密接（互いに電気的影
響を及ぼしつつも離れている）する一方または双方の配
向処理面の下層（電極側の層）として、または配向膜そ
れ自体として、自発分極の向きが液晶に近い側を一方の
極（正または負に固定された極）となるべく配設した強
誘電体（以下ＦＥともいう）を設けたものである。そし
てこのスメクチック液晶の強誘電体の向きを実質的にＦ
Ｂの有する一方の極の向きにより決めんとするものであ
る。言い換えれば、５ＳＦＬＣに示される如く、表面に
よって決められるのではなく、ＦＥのもつ自発分極の向
きにより決めることができる。

即ち、本発明においてはこのＦＥを配向処理面下に一方
の向きに自発分極を固定して配設する、または配向膜の
一部にＦＥを混合（ブレンド）し、かつその自発分極の
向きを固定して下層として用いる。この配向膜部が固定
した自発分極を有し、かつその平均厚さを５０００Å以
下、例えば２００〜３００人とする。その結果、ＦＬＣ
がＦＥのもつ固有の極の向きより一方の向きを自ら向い
ている状態を第１の安定な配向として用いる。さらに次
にそれを挟む一対の電極に加える電圧により他方の逆向
きにＦＬＣを配向させることにより、第２の安定な配向
として用いる。するとこの方式はいわゆる５ＳＦＬＣで
はなく、固定電荷配向（Ｆｅ２即ちＦｉｘｅｄ　Ｃｈａ
ｒｇｅＳｔａｂｉｌｉｚｅｄ　）方式とする。

その縦断面図の一例を第１図に示す。

第１図において強誘電性液晶（ＦＬＣ）は間隙（１）に
最終工程で充填される。この図面では、配向膜（２）　
、　（２’　）　、　ＦＥを含有する膜（３）　、　（
３“）、一対を構成する透光性電極（４）　、　（４’
　）　、さらに透光性基板（５）。

（５”）を有する。この配向膜（３）または（３′）の
液晶に接する表面の一方をラビングし配向処理面として
用いる。

そして配向膜中に存在するＦＥは液晶が（１）に充填さ
れた後は、電圧により向きを変えることができないよう
にする。

その工程を略記すると以下の如くである。即ち電極（４
）　、　（４”）を形成の後、その電極の一方または双
方上にこのＦＥを有機樹脂中にブレンドし、塗布する。

そして溶融状態またはプリベータがなされている状態で
、この一対の電極間に直流の電圧を印加する。この直流
の高電圧のため、ＦＥの分極した極は一方の向きに配向
する。

例えば上側の電極（４）が下側の電極（４゛）に対し正
の直流電圧が印加されるとＦＥ（３）、（３’）は液晶
が充填されるべき空間（１）側にそれぞれ相対的に正お
よび負の極が存在する如く配設される。

かくの如（直流の電圧を印加しつつ、これら全体を加熱
し、ＦＥをブレンドした有機樹脂を熱硬化させる。

するとこの結果、ＦＥは液晶の充填される側に一方の極
があるため、次に空間（１）にＦＬＣを充填してもこの
向きはＦＥの分極の極性に伴って配向することが可能と
なる。

さらに次の工程で、このＦＥを十分固定した後、再びこ
の一対の基体の一方に対しラビング処理を施し、十分洗
浄した後、この第１図の空間（１）に対し所望のＦＬＣ
を充填し液晶装置とする。

本発明においては、電圧を印加しない時にＦＬＣの向き
は自ずから一方に配向するようになる。即ち、ＦＬＣは
上側（３）に負極側が、下側（３”）に正極側が、外部
より何らの電圧を印加しなくても配向させ得る。

そして他方に配向させる場合には電極間に他方の配向と
するべく電圧を印加させんとするものである。

かかるＦＥは第１図は（３）、（３’）に示したが、そ
の一方（３）のみまたは（３゛）のみとしてもよい。ま
た配向膜（２）、（２’）と一方または双方はかねて用
いてもよいことはいうまでもない。

「作用ｊ その結果、これを大面積またはマトリックス構成とせし
めた場合でも、このＦＢの固定分極電荷配向によりＦＬ
Ｃの充填プロセスに対し大きなマージンをもって作るこ
とができる。また他方の向きにＦＬＣを再配向させるの
に加える電圧は、上側電極（４）を負の電極とすればよ
く、その場合、ＦＬＣにとってはＦＢの固定分極によっ
て発生する電界との差で行わしめるため、これまでの５
ＳＦＬＣ方式ではまったく不可能であったグレースケー
ルの成就の可能性すら有する。

以下に本発明の実施例を示す。

「実施例１」 第１図は本発明の構成の縦断面図である。

図面において、ガラス基板（５）　、　（５’　）上に
透明導電膜（４）、（４’）、例えばＩＴＯ（酸化イン
ジューム・スズ）、さらにこの一方の上面に第１のＦＥ
を含有する有機膜（３）および配向膜（２）を設けた。

他方、他の電極（４゛）の上面に第２のＦＥを有する膜
（３゛）および配向膜（２゛）を設けた。

即ちＦＥとしてここでは有機物を用いた。例えばビニリ
デンフロライド（Ｃ）ｌｚｃＦｚ）ｎ）　（ＶＤＦとい
一５′）にトリフロロエチレン（ＴｒＦＥ）を重合し、
コポリマとして用いた。これをスピン法にて電極上に添
加し薄膜とするため、これを１０重量％メチル・エチル
・ケトン溶液にとかした。さらにＦＥを固定分極させる
ため、ポリイミド系の樹脂にブレンドを行った。スピン
コードすると、この薄め方とスピナの回転スピードに従
って、ＦＥを含むブレンド有機物（３）、（３’）の厚
さを制御できる。

これのプリベータを約７０℃で行った。さらにこれらを
一体化した基体を一定の間隔をおいて他の基体と配向せ
しめ、ここに約２０〜１００ｖ例えば５０Ｖの電圧を全
体に印加し、膜（３）、（３’）中のＦＥが一方の極に
分極すべく行った。

この後、この有機樹脂膜内の不要溶液を加熱気化除去か
つ熱硬化を行った。本発明においては、この有機物（３
）　、　（３’　）の表面をより滑らかにするため、さ
らにこのＦＥ上に対しポリイミド配向膜（２）をきわめ
て薄く形成した。さらにこの一方に対してラビング処理
を施し、配向させ、配向膜部（６）とした。他の電極上
には同様のポリイミド配向膜（２′）を形成させ、他の
配向膜部（６′）とした。この側の表面に対しては、ラ
ビング処理を施すことを省略し非対称配向膜とした。

次にこの配向膜が形成された一対の基板の周辺部を互い
に封止（図示せず）し、公知の方法にてＦＣＣを充填し
た。このＩ’ＬＣは、例えばエステル系とビフエル系の
ｉ’Ｌｃ　１：１のブレンド品を用いた。

又例えば特開昭５６−１０７２１６　、特開昭５９−９
８０５１、特開昭５９−１１８７４４に示される液晶を
用いてもよい。

本実施例において、固定分極を成就するためのＦＥとブ
レンドする有機樹脂およびその上の配向膜また５よ配向
処理面下の有機樹脂としてポリイミドを用いたが、他の
物質（９１えばナイロン）でもよい。またこれらの被膜
の形成方法として、他の形成方法（例えばスパンタリン
グ法、ＤＴＰ法、スクリーン印刷法等）でも可能である
。

かかるセルの各ビクセルの電極は１ｍｍ　Ｘ１ｍｍとし
、２×２のマトリックス構成させた。電圧をまったく印
加しない時（ＯＶＯ時）系のすべてのピクセルは黒の非
透過（偏向膜の配設向きによりすべて透過も可）となっ
た。そして分極の向きと異なる電圧例えば＋２０Ｖの電
圧を第２の電極（４′）に加えた。するとこの電圧を加
えた部分のみ透過となった。また電圧を０とすると非透
過どなった。即ち電圧を０または正（または分極の向ぎ
により０または負の電極）即ち一極性電圧でもＦＬＣの
動作が可能であることが判明した。

第３図（Ａ）は縦軸に透過率（フォトフルで電気信号に
変換）、横軸に印加時間を示している。王た第３図（Ｂ
）はそれに対応して一定の電圧（＋２０Ｖ８３μ秒）を
間歇的（１７ｍ秒毎）に加えた場合（領域（１０）　、
　（１０”））と加えない場合（領域（１１））とを示
している。すると第３図（Ｂ）のｆ２ｏ　＜　、電圧を
０とすると領域（１１）で第３図（へ）の如く非透過（
１５）となり、また電圧を直流のみならずＡＣパルスを
加えた（領域（１０））場合でもそのパルス巾および高
さを制御すれば透過状態（第３図（Ａ）（１６））を成
就できることが判明した。

図面においてオンからがオフに移る速度が少し遅いが、
これは液晶の改良により可となると推定できる。またオ
フにする際、ＦＬＣの再配列を助けるべく若干逆の電圧
を加えてもよい。さらにＦＥの固定分極の値を大きくす
ればよい。

そしてかかる−極性騒動方式（液晶装置にＯおよび正、
または０および負の電圧を印加させることにより、液晶
を駆動する方式）により、例えば７２０　Ｘ４８０画素
を存する大面積のディスプレイに対してもまったくクロ
ストークのない表示をさせることが可能となり得る。

またｉ’Ｅ膜は、一般に化学的に不安定で、溶媒や７０
品自身により分解または溶解する可能性があるが、本発
明のように配向膜中または配向処理面の存（ξ物巾に固
定分極方式〇ＦＥを設けることによりこれまで動作不安
定な５ＳＦＬＣを避けて駆動させることが可能となった
。

「効果１ 本発明は以上に示す如く、量定分極化した強誘電体を配
向膜の一部とし、それを一方または双方に配設したもの
である。そのためより一層Ｅｃの明確な液晶装置を得る
ことができた。

またＦＥ脱膜上配向膜ｉま液晶を配向させるだけではな
く、化学的に不安定なＦＥ膜を実質的に覆う保護膜とし
て機能している。

またこの強誘電体（ＦＥ）は第１図の電ｔｉ等のにのみ
に選択的に形成しても、また電極を含む全面に形成して
もよい。

この液晶装置は単にディスプレイのみならずスピーカ、
プリンタまたはディスクメモリ、イメージセンサ用のシ
ャッタに対しても適用でき、スメクチック液晶の光学異
方性の適用可能な製品に適用できろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶装置の賓断面図である。 第２図は本発明で得られた結果の一例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上に導電性電極を形成する工程と、該電極上に
   強誘電体を含有する有機樹脂を形成する工程と、前記電
   極と前記有機樹脂に離間して設けられた他方の電極との
   間に電圧を印加することにより、前記強誘電体の極を一
   方の向きに配向せしめる工程と、該工程と同時または該
   工程の後に加熱処理をして前記有機樹脂を固定せしめる
   工程とを有することを特徴とする液晶装置の作製方法。 ２、基板上に導電性電極を形成する工程と、該電極上に
   強誘電体を含有する有機樹脂を形成する工程と、前記電
   極と前記有機樹脂に離間して設けられた他方の電極との
   間に電圧を印加することにより、前記強誘電体の極を一
   方の向きに配向せしめる工程と、該工程と同時または該
   工程の後に加熱処理をして前記有機樹脂を固定せしめる
   工程と、前記有機樹脂上に配向膜または配向処理面を形
   成する工程とにより形成された基体と、該基体と同一基
   体または導電性電極および配向膜が形成された他方の基
   体とを一定の間隙を離間して配設せしめる工程と、前記
   間隙に強誘電性液晶を充填する工程とを有することを特
   徴とする液晶装置の作製方法。 ３、特許請求の範囲第１項および第２項において、強誘
   電体は弗化ビニリデン、強誘電性液晶と熱硬化型有機樹
   脂とがブレンドされた有機樹脂が用いられたことを特徴
   とする液晶装置の作製方法。