JPH03125117A - 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、デイスプレィ装置や複写機の光プリンタヘッ
ド等に応用される強誘電性液晶素子の製造方法に関し、
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］ 液晶分子の屈折率異方性を利用して偏光素子との組み合
わせにより透過光線を制御する型の表示素子がクラーク
（Ｃ１ａｒｋ）及びラガーウオル（Ｌａｇｅｒｗａｌ　
ｌ）により提案されてイル（米国特許第４３６７９２４
号明細書、米国特許第４６３９０８９号公報等）。この
液晶は、一般に特定の温度域において、カイラルスメク
チックＣ相（Ｓｍ＊Ｃ）又はＨ相（Ｓｍ＊Ｈ）を有し、
この状態において、加えられる電界に応答して第１の光
学的安定状態と第２の光学的安定状態のいずれかを取り
、且つ電界の印加のないときはその状態を維持する性質
、すなわち双安定性を有し、また電界の変化に対する応
答も速やかであり、高速ならびに記憶型の表示素子とし
ての広い利用が期待されている。このような液晶として
は、一般に強誘電性液晶が用いられる。そして、強誘電
性液晶を用いた強誘電性液晶素子には、走査電極と信号
電極とで構成したマトリクス電極が組み込まれ、走査電
極には順次走査信号が印加され、該走査信号と同期して
信号電極には情報信号が印加される。すなわち、強誘電
性液晶素子はマルチブレクシング駆動される。このよう
な強誘電性液晶素子における強誘電性液晶分子の配向処
理方法としては、透明電極（マトリクス電極）を設けた
電極基板面に配向膜を形成し、その上にラビング、斜方
蒸着などの一軸配向処理を施す方法がとられている。

第２図は従来の一軸配向処理方向と液晶注入口位置を示
す模式図である。同図に示すように、軸配向処理方向に
対し、液晶注入方向が平行又は略平行となるように液晶
注入口位置を設ける事が最も欠陥の少ないモノドメイン
を実現できるとされている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、一軸配向処理方向が基板端面に対して平
行な場合には、次のような欠点が存在する。

■液晶素子を前述のようなマルチブレクシング駆動を行
なフた時、印加パルスに同期して面積が変化するドメイ
ンが発生する。

■マトリクス構造の液晶セルで上下の基板いづれかに電
極がない領域（画素間）に前述の第１の光学安定状態な
液晶分子と第２の光学安定状態な液晶分子が混在し、画
質が低下する。

■前述の第１の光学安定状態の液晶分子が第２の光学安
定な状態に転じたり、第２の光学安定状態の液晶分子が
第１の光学安定な状態に転じたりする事により、画質が
低下する。

そこでこれらの欠点を改善するためには、一軸配向処理
を、その角度が基板端面に対し、一定の角度をなすよう
に行なえば良いことがわかっている。

しかじながら、このとき、前述したように一軸配向処理
方向に平行又は略平行に液晶を注入した場合、強誘電性
液晶素子では新たな問題が発生する。すなわち、カイラ
ルスメクチックＣ層を有する強誘電性液晶は、一軸配向
処理方向と垂直な方向に層を形成するため、その層に平
行に直線的な配向欠陥が生ずるのである。

従って、本発明の目的は上述した事情に鑑み、高誘電性
液晶素子の製造方法において、上述の直線的な配向欠陥
が生じないように改善し、その特性を充分に発揮させ得
る液晶素子を製造できるようにすることである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明では、透明電極と、少な
くとも一方に配向膜とを形成した一対の基板を対向配置
して周囲を接着し、その内部に強誘電性液晶を注入する
強誘電性液晶素子の製造方法において、配向膜の一軸配
向処理の方向は、該基板のコーナがなす角の２等分線に
対し±１５の範囲の角度をなすような直線の方向とし、
かつ、注入孔を通り一軸配向処理方向に垂直な直線が液
晶素子の有効表示エリア内を通過しない位置および大き
さで注入孔を基板のコーナ部又はその近傍に設け、この
注入孔を介して強誘電性液晶を注入するようにしている
。

この本発明は、直線的な配向欠陥は注入孔の端部から発
生する確率が極めて高いという本発明者らの研究結果に
基づいてなされたものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の強誘電性液晶素子の製造方法を例示
する説明図である。同図に示すように、本発明の強誘電
性液晶素子の製造方法においては、ストライブ状の透明
電極５を形成し、さらに透明電極５上に基板コーナ角の
２等分線７に対し±１５″の範囲１１内にある矢印６で
示される方向の一軸配向処理が施された配向（制御）膜
を形成した一対のガラス基板１を、その間にスペーサを
介在せしめ、かつ一対の透明電極５が交差してマトリク
ス状の画素を形成するように対向させて配置し、基板１
周辺部を接着剤層４を介して固着することによって液晶
セル３を構成する。そして、液晶セル３に強誘電性液晶
を注入する工程においては、注入孔２を２等分線７の起
点である基板コーナ１０又はその近傍において、該注入
口を通り、一軸配向処理方向６に垂直な直線８が有効表
示エリア境界線９より内側を通過しないような位置およ
び大きざで設ける。

そして、例えば液晶セル３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、次いで、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液晶の注入を行
う。ここで、加熱は液晶の粘性を低くして注入速度を速
めるために行うものである。

また、強誘電性液晶は等方相（液体）まで昇温しでセル
に注入し、注入後降温しでＳｍ＊Ｃ相にする。

使用される強誘電性液晶は特に限定されず、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
着等により一軸配向処理を施すことにより形成すること
ができる。

［作用］ 本発明は、前述したように一軸配向処理方向を基板端面
に対し一定の角度をもった方向に施した時、一軸配向処
理方向と垂直な方向に発生する直線的な配向欠陥が注入
孔の端部から発生することに着目してなされたものであ
り、本発明においては、配向処理方向と注入孔の位置お
よび大きさを上記のように限定して製造するようにした
ため、注入孔端から一軸配向処理方向に垂直に発生する
直線的な配向欠陥は有効表示エリア内から除外される。

このようにして製造された細説電性液晶素子は、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の
光学変調素子として好適に用いらねる。

（１） （２） 液」ｄ（ｕ 處遣ユＬＬ性Ｌ ［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２成分の液晶を使用した。

第１図に示すような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／ポリイミド膜
／透明電ｆｉ／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１０００人の層厚で
形成し、１００μｍピッチで幅８０μｍのストライプ状
透明電極をフォトエッチングにより形成した。上下基板
では、そのストライブ状透明電極を直交させ、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（
株）製、ＰＩＱ）を７００人の層厚で形成し、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
図に記載した基板コーナ角の２等分線に平行な方向とし
た。

液晶の層厚は２．０μｍでほぼ均一に保たれるように、
２．０μｍのアルミナスペーサーを基板上に散布して、
２枚の基板の接着剤により貼り合わせ、１枚の基板の、
ラビング方向を決定した基板コーナ角の２等分線の起点
である基板コーナ部に２個の注入孔を設けた。ただし、
注入孔の最も有効表示エリアに近い端部を通るラビング
方向に垂直な直線が、有効表示エリアを通過しないよう
に、注入孔を有効表示エリアから充分遠ざけた。

液晶の注入は、液晶セルを真空容器に収容し、前記２成
分液晶が等労相になる温度（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
真空下にし、この状態で液晶を前記液晶セルの注入孔に
接触させることにより行なった。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
注入を促進させた。

液晶の注入が完了すると、注入孔を封止し、その後、直
交ニコル下で目視観察した。その結果、注入孔端から発
生する直線的な配向欠陥がラビング方向と垂直な方向に
発生しているのが観察された。しかしながら、有効表示
エリア内には発生しておらず、有効表示エリア内に限り
良質なモノドメインが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、安定状態間の転穆を行
ったが、１ｍ５ｅｃで１８Ｖの電圧でスイッチングが良
好に行われ、コントラスト比は１：８であった。

裏枚■ユ 実施例１における注入孔の位置を１枚の基板の短手端部
に設けた以外は、セル構成と作成工程を同様にして液晶
素子を製造した。

このセルを直交ニコル下で目視観察すると、実施例１の
場合と同様に注入孔端から発生する直線的な配向欠陥が
ラビング方向と垂直方向に発生しており、しかも有効エ
リア内を大きく通過しているのが観察された。

また、このセルを直交ニコルの顕微鏡下で観察すると、
モノドメインは得られておらず、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。

ル１日Ｉス 実施例１における注入孔位置を有効表示エリアに近づけ
、ラビング方向に垂直な直線が有効表示エリアを通過す
るように設定した以外は、セル構成と作成工程を実施例
１と同様にして液晶素子を製造した。

このセルを直交ニコル下で目視観察すると、実施例１と
同様に注入孔端から発生する直線的な配向欠陥がラビン
グ方向と垂直方向に発生しており、しかも有効エリア内
をわずかではあるが通過しているのが観察された。

［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
法によれば、液晶注入孔を基板コーナ部又はその近傍に
設け、配向制御膜の一軸配向処理方向を上記コーナ角の
２等分線に対し±１５″の範囲内の角をなすような方向
で施し、かつ、注入孔を通り一軸配向処理方向に垂直な
直線が液晶素子の有効表示エリア内を通過しない位置と
大きさで注入孔を設けるようにしたため、直線的な配向
欠陥を有効表示エリア内より除外し、有効表示エリア内
に良質なモノドメインを有し、画質の向上した液晶素子
を製造することができる。

【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
素子の１例を示す説明図、そして第２図は、従来例に係
る強誘電性液晶素子における一軸配向処理方向と液晶注
入口位置を模式的に示す模式図である。 ：基板、 ：注入孔、 ：液晶セル、 ：接着層、 ：透明電極、 ニー軸配向処理方向、 基板コーナ角の２等分線、 ：注入孔を通り一軸配向処理方向６に垂直な直線、 ：有効表示エリア境界線、 二基板コーナ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極と、少なくとも一方に配向膜とを形成し
   た一対の基板を対向配置して周囲を接着し、その内部に
   強誘電性液晶を注入する強誘電性液晶素子の製造方法に
   おいて、配向膜の一軸配向処理の方向は、該基板のコー
   ナがなす角の２等分線に対し±１５°の範囲の角度をな
   すような直線の方向とし、かつ、注入孔を通り一軸配向
   処理方向に垂直な直線が液晶素子の有効表示エリア内を
   通過しない位置および大きさで注入孔を基板のコーナ部
   又はその近傍に設け、この注入孔を介して強誘電性液晶
   を注入することを特徴とする強誘電性液晶素子の製造方
   法。
2. （２）一軸配向処理がラビング処理である請求項１記載
   の強誘電性液晶素子の製造方法。（３）一軸配向処理が
   斜方蒸着により形成された膜である請求項１記載の強誘
   電性液晶素子の製造方法。