JPS6382405A

JPS6382405A - 強誘電性液晶素子

Info

Publication number: JPS6382405A
Application number: JP61228772A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kamio; 優神尾; Miki Tamura; 美樹田村; Hideaki Takao; 高尾　英昭; Tatsuo Murata; 辰雄村田; Nobuyuki Sekimura; 関村　信行
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-09-27
Filing date: 1986-09-27
Publication date: 1988-04-13

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−光シヤツターアレイ等
の液晶素子に関し、更に詳しくは、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に関するものである。

〔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）とダブリュー、ヘルフリツヒ（Ｗ、Ｈｅ
１ｆｒｉｃｈ）著“アプライド・フィジックス・レター
ズ″（“ＡｐＰｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ”）第１８巻、第４号（１９７１年２月１５日発行
）、第１２７頁〜１２８頁の“ボルテージ・ディペンデ
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　　ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＯｐｔｉｃａ
ｌ　　Ａｃｔｉｖｉｔｙ　　ｏｆ　　ａＴｗｉｓｔｅｄ
　　Ｎｅｍａｔｉｃ　　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ”
）に示されたツィステッド・ネマチック（ｔｗｉｓｔｅ
ｄ　　ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を用いたものが知られてい
る。

しかし該ツィステッド・ネマチック液晶は画素密度を高
くした子トリクス電極構造を用いた時分割駆動の時、ク
ロストークを発生する問題点があるため、画素数が制限
されていた。そこでツィステッド・ネマチック液晶を用
いたカラーの大画面化はむずかしかった。

又、従来カラーフィルターとしては、ある種の着色材が
透明樹脂中に分散されてなる着色樹脂を用いたカラーフ
ィルターが知られている。

例えば、特開昭５８−４６３２５号公報。

特開昭６０−７８４０１号公報、特開昭６０−１８４２
０２号公報、特開昭６０−１８４２０３号公報、特開昭
６０−１８４２０４号公報。

特開昭６０−１８４２０５号公報等に示されている様に
、ポリアミノ系樹脂に着色材を混合した着色樹脂膜を特
徴とするカラーフィルターによれば、該ポリアミノ系樹
脂自体は、耐熱性、耐光性等の特性に優れたものである
が、非感光性樹脂であるためカラーフィルターのパター
ン形成には、微細パターンに不利な印刷による方法、あ
るいは着色樹脂膜上にレジストによるマスクを設けた後
に、該着色樹脂膜をエツチングするという製造・工程の
煩雑な方法をとらなければならなかった。

近年感光性を有するポリイミド樹脂を用いた着色剤が知
られてきたが、この樹脂はポリイミド前駆体型であり、
イミド化の為に通常３００℃以上の熱硬化が必要であっ
た。

一方、特開昭５５−１３４８０７号公報。

特開昭５７−１６４０７号公報、特開昭５７−１６４０
８号公報、特開昭５７−７４７０７号公報、特開昭６０
−１２９７０７号公報等に示されている様に、感光性樹
脂に着色剤を混合した着色樹脂膜を特徴とするカラーフ
ィルターによれば、カラーフィルターの製造方法にとっ
ては一般的なフォトリソ工程のみで微細パターン化でき
、工程の簡素化は可能となるが、該感光性樹脂として一
般に用いられているものは、樹脂膜材と感光性硬化剤と
を混合してつくらねばならない煩雑なものや、耐熱性、
耐光性等の特性に充分満足いくものではなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

最近では、ツイスト・ネマチック型液晶に替わり、強請
電性液晶を用いたカラー表示の研究が進められている。

強誘電性液晶素子が所定の駆動特性を発揮するためには
、一対の平行基板間に配置される強誘電性液晶が、電界
の印加状態とは無関係に、上記２つの安定状態の間での
変換が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。

たとえばカイラルスメクテイツク相を有する強請電性液
晶については、カイラルスメクテイツク相の液晶分子層
が基板面に対して垂直で、したがって液晶分子軸が基板
面にほぼ平行に配列した領域（モノドメイン）が形成さ
れる必要がある。しかしながら、第４図に示すような断
面図であるカラーフィルターを有した強誘電性液晶素子
では、基板間の液晶層の厚み（以下セルギャップと呼ぶ
）を一定に保つために第４図中、４０のようなスペーサ
ーを用いていたために、以下の諸問題をかかえていた。

つまり、スペーサーが球状もしくは棒状の形であったた
め、セル圧着時に点もしくは線で接触するために、配向
膜や透明電極が破壊され、液晶が汚染され、電圧が低下
するという欠点があった。

また、スペーサー材料が無機材料の場合が多くセル圧着
時に配向膜や透明電極を破壊する場合があった。

またスペーサーの粒度分布を高精度に管理するのは難し
かった。

またスペーサーは散布法が用いられていたため表示部に
スペーサーが散布されてしまい表示部から除くことは不
可能であった。

また更にスペーサーの厚みのばらつきＡは大きく、たと
えば２μｍ以下のセルギャップを保つのに用いられるス
ペーサー（たとえばプラスチックビーズ、アルミナビー
ズ等）では２０００人〜１μｍ程度のセルギャップのば
らつきが生じることから、セル作成後、外部からの圧力
等がセルの表面に加わフた時、スペーサーの厚みの薄い
所にへこみを生じ、セルギャップがばらついて強誘電性
液晶４に配向欠陥を生じさせてしまうことが確認された
。

そこで、本発明の目的は、上記配向欠陥の発生を防止し
、強誘電性液晶素子が本来もっている高速応答性とメモ
リー効果特性を充分に発揮することのできる強誘電性液
晶素子を提供することにある。

又、本発明は、簡便な製造プロセスにより微細パターン
を形成することができ、さらに機械的特性をはじめ、耐
熱性、耐光性、耐溶剤性等に優れた諸特性を有するカラ
ーフィルターを用いて、該カラーフィルターがスペーサ
ーとしての機能も兼ねそなえた該強誘電性液晶素子を提
供することも目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、とくに液晶が等方相（高温状態）より液
晶相（低温状態）へ８行する降温過程における初期配向
性に着目し、液晶の双安定性に基づく素子の作動特性と
液晶層のモノドメイン性を両立し得る構造を有する液晶
素子を見出したものである。本発明の液晶素子は、この
ような知見に基づくもの゛であり、より詳しくは、液晶
層の膜厚にばらつきがなく、つまり液晶層の膜厚に急激
な変化を生じさせなくすることによ、り降温過程におけ
る初期配向性を良好な状態とし、配向欠陥のないモノド
メインを形成する点に特徴を有している。

すなわち本発明は、一対の平行基板間に強誘電性液晶を
挟持し、該平行基板の少なくとも一方に透明電極を形成
し、且つ該平行基板間にカラーフィルターを有する強誘
電性液晶素子において、該カラーフィルターが、互いに
異なる分光特性をもち、そして、隣接する前記カラーフ
ィルターの各々を重ね合わせることにより、スペーサー
としての機能をもつことに特徴を有する強誘電性液晶素
子である。

又、好ましくは、前記カラーフィルターが感光性を有す
る基を分子内に持つ低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に着
色材料を分散してなる着色樹脂のカラーフィルターであ
り、さらに好ましくは該着色樹脂がフォトリソ工程によ
り形成されたパターン状の着色樹脂層となることに特徴
をもつカラーフィルターである。

以下、図面を用いて、本発明を説明する。

第１図は本発明による強誘電性液晶素子の基本構成を示
す図である。第１図（ａ）は断面図。

第１図（ｂ）は（ａ）の１５方向からみた平面図である
。第１図において、強誘電性液晶素子１はガラス板また
はプラスチック板などの透明板を用いた基板２と３を有
し、その間には強誘電性液晶４が挟持されている。各基
板２と３にはマトリクス電極構造を形成するストライブ
形状の透明電極５と６が配置され、この透明電極の上に
は配向制御膜７及び８が形成されている。

又、基板２上に３種の有色物質の膜１０゜１１．１２が
形成されている。

この有色物質の膜はカラーフィルターとして働く。従フ
て加色法によ？てカラー表示を行なう場合は、ｔｏ、１
１．１２に対応して青（Ｂ）。

緑（Ｇ）、（Ｒ）、の三原色が選ばれ、減色法であれば
シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色
が選ばれる。一般には、これ等三色の要素を一単位とし
てカラー表示の絵素とすることができる。

叙上の有色物質の膜１０，１１．１２としては、種々の
物質が選択されるが、カラーフィルター１０．１１．１
２は、染料でポリビニルアルコールやセルロース樹脂な
どの媒染体を着色させて形成したものを用いることがで
きる。この際に用いる染料としては、シアニン系染料、
メロシアニン系染料、アズレニウム系染料、アントラキ
ノン系染料、ナフトキノン系染料、フェノール系染料、
ジスアゾ系染料、トリスアゾ系染料。

テトラゾ系染料などを用いることができる。

又、本発明で用いるカラーフィルター１１は、各種の有
機顔料を蒸着法よって被膜形成されたものであってもよ
い、この際に用いる有機顔料としては、銅フタロシアニ
ン顔料、鉛フタロシアニン顔料、ペリレン系顔料、イン
ジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ジスアゾ系顔料、ト
リスアゾ系顔料、テトラゾ系顔料、アントラキノン系顔
料。

キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料。

−ジオキサジン系顔料、ペリノン系顔料、ピロコリン系
顔料、フルオルビン系顔料、キノフタロン系顔料などを
用いることができる。

それらの各カラーフィルターを隣接する２色で重ねあわ
せるとスペーサーとしての役割をかねそなえたカラー表
示が行なえることになる。

上記構成による液晶素子では、カラーフィルターの重ね
合わせによるスペーサーが形成されているため、画素上
に透明電極、配向膜を順に形成しても、液晶の膜厚をほ
ぼ一定に保つことができる。

その際、液晶の膜厚のばらつきは１０００Å以下にする
べきで、好ましくは５００Å以下である。

又、本発明では、カラーフィルターを第６図に示すよう
に３色を重ねあわせてもよい。

さらに本発明の他の目的である機械的特性をはじめとし
て、耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の優れた諸特性を有す
るカラーフィルターを使用すれば、スペーサーとして使
用する際、より有効である。

そのさらに好ましいカラーフィルターを以下に説明する
。

該カラーフィルターは感光性を有する基を分子内に持つ
低温硬化型ポリアミノ系樹脂（以下、感光性ポリアミノ
系樹脂と称す）であり、好ましくは２００℃以下にて硬
化膜の得られるもの、例えば１５０℃Ｘ３０分程度の熱
で硬化膜を形成できる、例えば感光性基をその分子内に
持つ芳香族系のポリアミド樹脂及びポリイミド樹脂でさ
らに好ましくは、特に、可視光波長域（４００〜７００
ｎｍ）で特定の光吸収特性を持たないもの（光透過率で
９０％程度以上のもの）である。

この観点からは、特に芳香族系のポリアミド樹脂が好ま
しい。

また、本発明に用いるカラーフィルターの感光性を有す
る基としては、以下に示す様な感光性の炭化水素不飽和
基をもつ芳香旗頭であれば良く、例えば、（１）安息香酸エステル類（式中Ｒ１はＣＨＸ−ＣＹ−ＣＯＯ＝Ｚ−１Ｘは−Ｈ又
は−ｃｓ　Ｈ５、Ｙは−Ｈ又は−ＣＨ，、Ｚは−又はエ
チル基又はグリシジル基を示す）（２）ベンジルアクリ
レート類（式中Ｙは−Ｈ又はＣＨＩを示す）（３）ジフェニルエーテル類（式中Ｒ２はＣＨＸ＝ＣＹ−ＣＯＮＨ−１ＣＨ２”　Ｃ
Ｙ　−ＣＯＯ−（ＣＨ２）　２−　ＯＣＯ−又はＣＨｘ
　＝　ＣＹ　−ＣＯＯ−ＣＨ２−を１ヶ以上含むもの、
Ｘ、Ｙは前記意義を示す）（４）カルコン類及びその他化合物類（式中Ｒ３はＨ−、アルキル基、アルコキシ基を示す）０　Ｈ等が挙げられる。

これ等の基を分子内に持つ芳香族系のポリアミド樹脂及
びポリイミド樹脂の具体例を示すと、リソコートＰＡ−
１０００（宇部興産■製）、リソコートＰＩ−４００（
宇部興産■製）等が挙げられる。

一般にフォトリソ工程で用いられる感光性樹脂は、その
化学構造によって羞はあるものの、機械的特性をはじめ
耐熱性、耐光性、耐溶剤性等の耐久性に優れたものは少
ない。これに対し、上記感光性ポリアミノ系樹脂は、化
学構造的にも、これらの耐久性に優れた樹脂系であり、
−これらを用いて形成したカラーフィルターの耐久性も
非常に良好なものであり、またこれらのカラーフィルタ
ーの重ね合わせによるスペーサーは機械的特性にすぐれ
る。

ゆえに外部からの圧力が加わっても、さほどセルギャッ
プの不均一が生じなくなる。該感光性ポリアミノ系樹脂
に加える。

着色材料としては、有機顔料、無機顔料。

染料等の−うち所望の分光特性を得られるものであれば
、特に限定されるものではない、この場合、各材料を車
体で用いることも、これらのうちのいくつかの混合物と
して用いることもできる。ただし、染料を用いた場合に
は、染料自体の耐久性により、カラーフィルターの性能
が支配されてしまうが、上記の樹脂系を用いれば、通常
の染料カラーフィルターに比べ性能の優れたものが形成
可能である。従って、カラーフィルターの色特性及び諸
性能から勘案すると有機顔料が着色材料として最も好ま
しい。

有機顔料としては、溶性アゾ系、不溶性アゾ系、縮合ア
ゾ系等のアゾ系顔料をはじめ、フタロシアニン系顔料、
そしてインジゴ系、アントラキノン系、ペリレン系、ペ
リノン系、ジオキサジン系、キナクリドン系、イソイン
ドリノン系。

フタロン系、メチン・アゾメチン系、その他金属錯体系
を含む縮合多環系顔料、あるいはこれらのうちのいくつ
かの混合物が用いられる。

該感光性ポリアミノ系樹脂の着色樹脂層を形成するため
には、感光性ポリアミノ系樹脂溶液に所望の分光特性を
有する上記着色材料を１０〜５０％程度の割合で配合し
、超音波あるいは三本ロール等により充分に分散させた
後、フィルターにて粒径の大きいものを除去して調製す
る。

そして、上記着色樹脂をスピンナー、ロールコータ−等
の塗布装置により基板上に塗布し、フォトリソ工程によ
りパターン状に形成させる。

その層厚は所望とする分光特性に応じて決定されるが、
通常は０．５〜５μｍ程度、好ましくは、１〜２μｍ程
度が望ましい。

なお、該着色樹脂は、それ自体充分な耐久性を有する良
好な材料で構成されているが、特に、より各種の環境条
件から、着色樹脂層を保護するためには、着色樹脂層表
面に、ポリアミド。

ポリイミド、ポリウレタン、ポリカーボネート。

シリコン系等の有機樹脂やＳＬ、Ｎ４，５ｉｎ２゜Ｓ　
ｉ　Ｏ，ＡＪＺ＊　Ｏ，、Ｔａ、ｏｓ等の無機膜をスピ
ンコード、ロールコートの塗布法で、あるいは蒸着法に
よフて、保護層として設けることができる。

以下に上述のポリアミノ系樹脂に着色材料を分散して得
たカラーフィルターの形成法の代表的な態様を説明する
。

所望の分光特性を有する着色材料を所定量配合されたポ
リアミノ系樹脂液（ＮＭＰ溶液）を用い、着色樹脂膜を
第５図（ａ）に示されるように所定の基板５１上に、ス
ピンナーを用い、所定の膜厚になるように塗布形成し、
適当な温度条件下でブリベータを行う。次に、感光性着
色樹脂の感度を有する光（例えば、高圧水銀灯）で、形
成しようとするパターンに対応した所定のパターン形状
を有するフォトマスクを介して着色樹脂膜を露光し、パ
ターン部の光硬化を行なう。

そして、光硬化部分を有した着色樹脂膜を、未露光部分
のみを溶解する溶剤（例えばＮ−メチル−２−ピロリド
ン系溶剤を主成分とするもの）にて超音波現像した後、
リンス処理（例えば、１，１，１）リクロロエタン等）
を行なう。

次いで、ボストベーク処理を行ない、第５図（ａ）に示
すごとくパターン状着色樹脂層５２を得る。

このようにして形成された着色樹脂層５２上に所望の分
光特性を有する着色材料を所定量配合されたポリアミノ
系樹脂液（ＮＭＰ溶液）を用い、第２色目の着色樹脂膜
５３を所定の基板５１上に、スピンナーを用い、所定の
膜厚になるように塗布形成し、適当な温度条件下でブリ
ベータを行なう。次いで第５図（ｂ）に示されるごとく
感光性着色樹脂の感度を有する光（例えば、高圧水銀灯
等）で、第１色目の着色樹脂層５２と重ね合わさるパタ
ーン（すなわちスペーサーとなるパターン）形状を有す
るフォトマスク５４を介して着色樹脂膜を露光し、光硬
化を行なう。

そして第５図（Ｃ）に示すごとく光硬化部分５３ａを有
した着色樹脂膜５３を、未露光部分のみを溶解する溶剤
（例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン系溶剤等を主成
分とするもの）にて超音波現像した後、リンス処理（例
えば、１゜１．１．よりクロロエタン等）を行なう。次
いで、ポストベーク処理を行ない第５図（ｄ）に示すご
とき着色樹脂層５２と一部が重ね合わさったパターン状
着色樹脂層５２ａを得ることができる。この着色樹脂層
５２と５３ａの重なり部分が液晶の膜厚を一定に保つた
めのスペーサーとなる。

なお、３色以上からなるカラーフィルターを形成する場
合には、更に必要に応じてすなわち用いられるフィルタ
ーの色の数に応じて、第５図（ｂ）〜（ｄ）までの工程
を、各色に対応した着色材料を分散させた着色樹脂液を
それぞれ繰り返して行ない、例えば第５図（ｅ）に示し
たような異なる色のパターン状着色樹脂層６２゜６３ａ
、６６の３色か也なり、隣接する２色の瓜ね合わせによ
りスペーサーを形成したカラーフィルターを形成しても
よい。

また、カラーフィルターは第６図に示されるように３色
を重ね合わせて、スペーサーとしての機能をもたせても
よい。

重ね合わせる部分は、その都度、形成される際の目的に
応じて長さ、幅等定められる。

第１図（ｂ）に具体的に重なり部の長さの違う例を挙げ
ておいた。

また、上記カラーフィルターは、第５図（ｆ）に示すよ
うにフィルター上部に、先に挙げたような材料から形成
した保護層５７を有しているものであっても良い。

保護膜５７の膜厚は、強誘電性液晶４の膜厚を決定する
ことができるので、従って液晶材料の種類や要求される
応答速度などにより変化するが、一般的には０．２μ〜
２０μ、好適には０．５μ〜１０μの範囲に設定される
。

本発明で用いる液晶材料としてとくに適したものは双安
定性を有する液晶であって、強誘電性を有するものであ
り、具体的にはカイラルスメクチックＣ相（ＳｍＣ宰相
）、Ｈ相（ＳｍＨ＊相）。

Ｉ相（ＳｍＩ＊相）、Ｊ相（ＳｍＪ＊相）、に相（Ｓｍ
Ｋ＊相）、Ｇ相（’Ｓ　ｍ　Ｇ　＊相）又はＦ相（Ｓｍ
Ｆ宰相）の液晶を用いることができる。

この強誘電性液晶については、“ル・ジュールナル・ド
・フイジーク・ルチール（ＬＥ　　ＪＯＵＲＮＡＬ　　
ＤＥ　　ＰＨＹＳＩＱＵＥ　　ＬＥＴＴＥＲＳ”　）１
９７５年、３６（Ｌ−６９）号、「フェロエレクトリッ
ク・リキッド・クリスタルスＪ　　（Ｆｅｒｒｏｅｌｅ
ｃｔｒｉｃｌｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ」）；　　“
アプライド・フィジックス・レターズ″（“Ａｐｐｌｉ
ｅｄ　　ｐｈｙｓｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ″）１９８
０年、３６（１１）号、「サブミクロ・セカンド・バイ
スティプル・エレクトロオブチック・スイッチング・イ
ン・リキッド・クリスタルス（ｒｓｕｂｍｉｃｒｏ　　
５ｅｃｏｎｄ　　Ｂ１５ｔａｂｌｅ　　Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｏｐｔｉｃ　　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　　１ｎＬｉｑｕｉ
ｄ　　Ｃｒｙｓｔａｌｓ」）；　　“固体物理”１９８
１年、１互（１４１）号、「液晶」等に記載されており
、本発明においては、これらに開示された強誘電性液晶
を使用することができる。

さらに、ここで強誘電性液晶の動作を説明する。

第２図において２１と２１′は、Ｉ　ｎ、Ｏ，。

５ｎ０２あるいはＩＴＯ（Ｉ　ｎｄ　ｉ　ｕｍ−Ｔｉ　
ｎ−０ｘｉｄｅ）等の薄膜からなる透明電極で被覆され
た基板（ガラス板）であり、その間に液晶分子層２２が
ガラス面に垂直になるよう配向したＳｍＣ＊相又はＳｍ
）Ｉ”相の液晶が封入されている。太線で示した線２３
が液晶分子を表わしており、この液晶分子２３はその分
子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐ工）２４を有
している。

基板２１と２１′上の電極間に一定の閾値以上の電圧を
印加すると、液晶分子２３のらせん構造がほどけ、双極
子モーメント（Ｐ工）２４がすべて電界方向に向くよう
、液晶分子２３は配向方向を変えることができる。液晶
分子２３は、細長い形状を有しており、その長袖方向と
短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例えばガラス面
の上下に互いにクロスニフルの偏光子を置けば、電圧印
加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子とな
ることは、容易に理解される。

本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く（例えば１０μ以下）することがで
きる、このように液晶層が薄くなるにしたがい、第３図
に示すように電界を印加していない状態でも液晶分子の
らせん構造がほどけ、非らせん構造となり、その双極子
モーメントＰまたはＰ′は上向き（２４）又は下向き（
２４’）のどちらかの状態をとる。このようなセルに、
第３図に示す如く一定の閾値以上の極性の異なる電界Ｅ
又はＥ′を電圧印加手段２６と２６′により付与すると
、双極子モーメントは、電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトル
に対応して上向き２４又は下向き２４′　と向きを変え
、それに応じて液晶分子は、第１の安定状態２５か、あ
るいは第２の安定状態２５′の何れか一方に配向する。

このような強誘電性を液晶素子として用いることの利点
は、先に述べたが２つある。その第１は、応答速度が極
めて速いことであり、第２は液晶分子の配向が双安定性
を有することである。第２の点を、例えば第３図によっ
て更に説明すると、電界Ｅを印加すると液晶分子は第１
の安定状態２５に配向するが、この状態は電界を切って
も安定である。また、逆向きの電界Ｅ′を印加すると、
液晶分子は第２の安定状態２５′に配向してその分子の
向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状態に留ま
っている。

また、与える電界Ｅが一定の閾値を越えない限り、それ
ぞれの配向状態にやはり維持されている。

強誘電性液晶化合物の具体例としては、デシ口。

キシベンジリデン−Ｐ′−アミノ−２−メチルブチルシ
ンナメート（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジ
リデン−Ｐ′−アミノ−２−クロロプロピルシンナメー
ト（ＨＯＢＡＣＰＣ）。

４−ｏ−（２−メチル）−ブチルレゾルリリデン−４１
−オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）が挙げられる。

これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合物
がカイラルスメクテイツク相となるような温度状態に保
持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた
ブロック等により支持することができる。

本発明に用いられる配向制御膜の材料としては、例えば
、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリビニルアセ
タール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド
、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂、ユリ
ャ樹脂、アクリル樹脂などの樹脂類、あるいは感光性ポ
リイミド、感光性ポリアミド、環化ゴム系フォトレジス
ト、フェノールノボラック系フォトレジストあるいは電
子線フォトレジスト（ポリメチルメタクリレート、エポ
キシ化−１゜４−ポリブタジェンなど）などから選択し
て形成することができる。

前記配向制御膜７及び８は、強誘電性液晶の膜厚にも依
存するが、一般的には１０人〜１μ、好適には１００人
〜３０００人の範囲に設定する。

（実施例１）コーニング社の＃７０５９ガラス基板５１上に所望の分
光特性を得ることのできる青色着色樹脂材（へりオゲン
　ブルー（ＨｅｌｉｏｇｅｎＢｌｕｅ）Ｌ７０８０　（
商品名、ＢＡＳＦ社製。

Ｃ，１，Ｎｏ、）４１６０）をＰＡ−１０００（商品名
、宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤＝Ｎ−メチル
ー２−ピロリドン、顔料：ポリマー＝１：２配合）に分
散させ作成した感光性の着色樹脂材〕をスピンナー塗布
法により、２．０μｍの膜厚に塗布した０次に該着色樹
脂層に８０℃、３０分間のブリベータを行なった後、形
成しようとするパターン形状に対応したパターンマスク
を介して高圧水銀灯にて露光した。

露光終了後、該着色樹脂膜の未露光部のみを溶解する専
用現像液（Ｎ−メチル−２−ピロリドンを主成分とする
現像液）にて超音波を使用して現像し、専用リンス液（
１，１，ｔトリクロロエタンを主成分とするリンス液）
で処理した後、１５０℃、３０分間のボストベークを行
ない、パターン形状を有した青色着色樹脂膜を５２を形
成した（第５図（ａ）参照）。

続いて、青色着色パターンの形成されたガラス基板上に
、第２色目として緑色着色樹脂材（リオノール　グリー
ン（Ｌｉｏｎｏｌ　　Ｇｒｅｅｎ）６ＹＫ　（商品名、
東洋インキ社製、Ｃ，Ｉ。

Ｎｏ、７４２６５）をＰＡ−１０００（商品名。

宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤＝Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、顔料：ボリマー！１：２配合）に分散
させ作成した感光性の着色樹脂材５３）をスピンナー塗
布法により、２μｍの膜厚に塗布した０次に該着色樹脂
層に８０℃ミ３０分間のプリベークを行なった後、第１
色目の青色着色樹脂膜５２とパターンの一部が重なるよ
うにパターンマスク５４を介して高圧水銀灯にて露光し
た（第５図（ｂ）参照）。

露光終了後、該着色樹脂膜の未露光部分のみを溶解する
専用現像液（Ｎ−メチル−２−ピロリドンを主成分とす
る現像液）にて超音波を使用して現像し、専用リンス液
（１，１，１，）−リクロロエタンを主成分とするリン
ス液）で処理した後、１５０℃３０分間のポストベーク
を行ない、パターンの重なったパターン形状を有した緑
色着色樹脂膜５３ａを形成した（第５図（ｄ）参照）。

さらに、この様にして青色及び緑色パターンの形成され
ている基板上に、第３色目として、赤色着色樹脂材（イ
ルガジン　レッド（Ｉｒｇａｚｉｎ　　Ｒｅｄ）ＢＰＴ（商品名、チバガイギー（Ｃｉｂａ−ａａ　ｉ　
ｇｙ）社製、Ｃ，１，Ｎｏ、７１１２７）をＰＡ−１０
００（商品名、宇部興産社製。

ポリマー分１０％、溶剤＝Ｎ−メチル−２−ピロリドン
、顔料：ポリマー＝１＝２配合）に分散させ作成した感
光性の着色樹脂材）を用いる以外は、上記と同様にして
、赤色着色パターンを基板上の所定の位置に形成し、隣
接する２色が重ね合わさったＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（
青）からなる３色ストライブの着色パターンを得た（第
５図（ｅ）参照）。

次に第１図に示すように、ＩＴＯを５００人の厚さにス
パッタリング法により成膜し、透明電極５とした。この
上に配向膜７として、ポリイミド形成溶液（日立化成工
業「ＰＩＱ」）を３００゜ｒｐｍで回転するスピンナー
で塗布し、１５０℃で３０分間加熱を行なって２０００
人のポリイミド被膜を形成した。しかる後、このポリイ
ミド被膜表面をラビング処理した。

又、カラーフィルター側基板と対向する基板３上にも透
明電極６（ＩＴＯの５００人の厚さのもの）をスパッタ
リング法により成膜し、この上にポリイミドの配向膜８
を、配向膜７と同様にして作成、及びラビング処理をほ
どこして形成させた。

このようにして形成したカラーフィルター基板と、対向
する基板３を貼り合せてセル組し、強誘電性液晶を注入
、封口して液晶素子を得た。

この液晶素子をクロスニコルの偏光顕微鏡で観察したと
ころ、内部の液晶分子は配向欠陥を生じていないことが
確認された。

〔実施例２〕コーニング社の＃７０５９ガラス基板５１上に所望の分
光特性を得ることのできる青色着色樹脂材〔へりオゲン
　ブルー（ＨｅｌｉｏｇｅｎＢｌｕｅ）Ｌ７０８０　（
商品名、ＢＡＳＦ社製。

Ｃ，１，Ｎｏ、）４１６０）をＰＩ−４００（商品名、
宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤−Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、顔料：ポリマー−１：２配合）に分散
させ作成した感光性の着色樹脂材）をスピンナー塗布法
により、２，０μｍの膜厚に塗布した０次に該着色樹脂
相に８０℃、３０分間のブリベータを行なった後、形成
しようとするパターン形状に対応したパターンマスクを
介して高圧水銀灯にて露光した。露光終了後、該着色樹
脂膜の未露光部のみを溶解する専用現像液（Ｎ−メチル
−２−ピロリドンを主成分とする現像液）にて超音波を
使用して現像し、専用リンス液（１，１，１トリクロう
エタンを主成分とするリンス液）で処理した後、１５０
℃、３０分間のポストベークを行ない、パターン形状を
有した青色着色樹脂膜を５２を形成した（第５図（ａ）
参照）。

Ｎｏ、）４２６５）をＰＩ−４００（商品名。

宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤−Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、顔料：ボリマ一一１：２配合）に分散
させ作成した感光性の着色樹脂材５３〕をスピンナー塗
布法により、２μｍの膜厚に塗布した０次に該着色樹脂
層に８０℃、３０分間のブリベータを行なった後、第１
色目の青色着色樹脂膜５２とパターンの一部が重なるよ
うにパターンマスク５４を介して高圧水銀灯にて露光し
た（第５図（ｂ）参照）。

露光終了後、該着色樹脂膜の未露光部分のみを溶解する
専用現像液（Ｎ−メチル−２−ピロリドンを主成分とす
る現像液）にて超音波を使用して現像し、専用リンス液
（１，１，１，トリクロロエタンを主成分とするリンス
液）で処理した後、１５０℃３０分間のボストベークを
行ない、パターンの重なったパターン形状を有した緑色
着色樹脂膜５３ａを形成した（第５図（ｄ）参照）。

さらに、この様にして青色及び緑色パターンの形成され
ている基板上に、第３色目として、赤色着色樹脂材〔イ
ルガジン　レッド（Ｉｒｇａｚｉｎ　　Ｒｅｄ）ＢＰＴ（商品名、チバガイギ−（Ｃｉｂａ−Ｇａ　ｉ　
ｇｙ）社製、Ｃ，１，Ｎｏ、７１１２７）をＰＩ−４０
０（商品名、宇部興産社製、ポリマー分１０％、溶剤−
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、顔料：ポリマー冨１：２
配合）に分散させ作成した感光性の着色樹脂材〕を用い
る以外は、上記と同様にして、赤色着色パターンを基板
上の所定の位置に形成し、隣接する２色が重ね合わさっ
たＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなる３色ストライ
ブの着色パターンを得た（第５図（ｅ）参照）。

次に第１図に示すように、Ｉ’ｌ”Ｏを５００人の厚さ
にスパッタリング法により成膜し、透明電極５とした。

この上に配向膜７として、ポリイミド形成溶液（日立化
成工業「ＰＩＱ」）を３００゜ｒｐｍで回転するスピン
ナーで塗布し、１５０℃で３０分間加熱を行なりて２０
００人のポリイミド被膜を形成した。しかる後、このポ
リイミド被膜表面をラビング処理した。

又、カラーフィルター側基板と対向する基板３上にも透
明電極５（ＩＴＯの５００人の厚さのもの）をスパッタ
リング法により成膜し、この上にポリイミドの配向膜８
を、配向膜７と同様にして作成、及びラビング処理をほ
どこして形成させた。

この液晶素子をクロスニフルの偏光顕微鏡で観察したと
ころ、内部の液晶分子は配向欠陥を生じていないことが
確認された。

（比較例１）コーニング社の＄７０５９ガラス基板２上にポジ型レジ
スト（商品名、０ＦＰＲ７７、東京応化製）をスピナー
を用いて１．０μｍの層厚に塗布し、レジスト層を設け
た。次に、所定のパターンマスクを用いてこれを露光し
、０ＦＰＲ７７シリーズ専用現像液によって現像して所
定のストライブ形状を有するリフトオフ用のパターンを
形成した。

次に、ガラス基板２のパターン形成面の全面を露光し、
更に不要なパターン部以外のレジスト残渣を酸素プラズ
マ灰化処理によってガラス基板２上から取り除いた。

このようにして、リフトオフ用のパターンが形成された
ガラス基板２を真空蒸着装置内の所定の位置に配置し、
蒸発源としての二つのモリブデンボートの一方に蒸着用
青色素としてニッケルフタロシアニンを、他のポートに
樹脂としてパリレン（ユニオンカーバイト社製）を入れ
、前者の蒸発温度を４フＯ℃に、後者の温度を２５０℃
に調節し、先ずニッケルフタロシアニンを５５００人を
基板２のリフトオフ用パターン形成面に蒸着することに
よフて着色層を形成した。

このリフトオフ用パターンと着色層が形成されている基
板２を０ＦＰＲ７７シリーズ専用現像液中に５分間浸漬
攪拌し、レジストパターンと共にこのパターン上に蒸着
した着色層を基板から除去し、青色ストライブフィルタ
ー１０を作成した。

一方、緑色と赤色のストライブフィルターは、緑色の蒸
着用色素として、ナマリフタロシアニンを５５００人蒸
着し緑層を形成し、次に、赤色の蒸着用色素として、ア
ントラキノンを５５００人蒸着し赤色層を形成する他は
青色ストライブフィルターを形成したのと同様にして緑
のカラーフィルター（ｔｉ）、及び赤のカラーフィルタ
ー（１２）を形成した。

カラーフィルターの上にＩＴＯを５００人の厚さにスパ
ッタリング法により成膜し、さらにバターニング形成し
て透明電極５とした。この上に配向膜７として、ポリイ
ミド形成溶液（日立化成工業ｒＰ　Ｉ　ＱＪ　）を３０
０Ｏｒｐｍで回転するスピンナーで塗布し、１５０℃で
３０分間加熱を行なって２０００人のポリイミド被膜を
形成した。しかる後、このポリイミド被膜表面をラビン
グ処理した。

このようにして形成したカラーフィルター基板に、アル
ミナビーズを散布し、その上に対向る基板３を貼り合せ
てセル組し、強誘電性液晶を注入、封口して液晶素子を
得た。この液晶素子に抑圧をほどこした後、クロスニフ
ルの偏光顕微鏡で観察したところ、内部の液晶分子に配
向欠陥を生じている部分のあることを確認した。

〔発明の゛効果〕

本発明により、カラーフィルターを有する強誘電性液晶
素子において、特に機械的強度のすぐれた、強誘電性液
晶素子を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による強誘電性液晶素子の基本構
成を示す断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）中１５方
向よりみた平面図、第２図及び第３図は本発明で用いる
強誘電性液晶を模式的に表わした斜視図、第４図はスペ
ーサービーズを有する強誘電性液晶素子の断面図、第５
図（ａ）〜Ｃｆ）は本発明の色画素の形成工程を示す図
である。第６図はカラーフィルターを３色重ね合わせた応用例の
図である。１　−−−−−−−−一−−−−−−−−−強誘電性液
晶素子１．２　、３　−−−−−−−−−−−−−一基
板、４−一−−−−−−−−−−−−−−−−強話電性
液晶、５　、６−−一−−−−−−−−−−−透明電極
、７、８　−一−−−−−−−−−−−−配向制御膜、
１０．　１１．　１２　−−−−−一カラーフィルター
、２１　、　２１　’　　−−−−−−一−−−基板、
２２−−−−−−−−−−−−−−−−−一液晶分子層
、２３　−−−−−−−−−−−−−−−−−一液晶分
子２４−−−−−一−−−−−−−−−−−−双極子モ
ーメント、４０　−−−−−−−−−−−−一−−−−
−スペーサー、５１　−−−−−−−−−−−−−−−
−−一基板、５２．５３ａ、５６　−−−一カラーフィ
ルター、５７　−−−−−−−−−−−一−−−−−−
保護層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一対の平行基板間に強誘電性液晶を有し、該平行
基板の少なくとも一方に透明電極を形成し、且つ該平行
基板間にカラーフィルターを有する強誘電性液晶素子に
おいて、該カラーフィルターが、互いに異なる分光特性をもち、
そして、隣接する前記カラーフィルターの各々を重ね合
わせることにより、スペーサーとしての機能をもつこと
に特徴を有する強誘電性液晶素子。
（２）前記カラーフィルターが感光性を有する基を分子
内に持つ低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に着色材料を分
散してなる着色樹脂を有することに特徴をもつカラーフ
ィルターである特許請求の範囲第１項記載の強誘電性液
晶素子。
（３）前記カラーフィルターが感光性を有する基を分子
内に持つ低温硬化型ポリアミノ系樹脂中に着色材料を分
散してなる着色樹脂のフォトリソ工程により形成された
パターン状の着色樹脂層を有することに特徴をもつカラ
ーフィルターである特許請求の範囲第２項記載の強誘電
性液晶素子。
（４）前記ポリアミノ系樹脂が感光性基を分子内に持ち
、２００℃以下にて硬化膜を得ることのできる芳香族系
のポリアミド樹脂、またはポリイミド樹脂よりなる特許
請求の範囲第２項及び第３項記載の強誘電性液晶素子。