JPH09203902A - Liquid crystal element and its production - Google Patents
Liquid crystal element and its productionInfo
- Publication number
- JPH09203902A JPH09203902A JP1130696A JP1130696A JPH09203902A JP H09203902 A JPH09203902 A JP H09203902A JP 1130696 A JP1130696 A JP 1130696A JP 1130696 A JP1130696 A JP 1130696A JP H09203902 A JPH09203902 A JP H09203902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- insulating layer
- temperature
- firing temperature
- control film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、カイラルスメクチ
ック液晶を用いた液晶素子及びその製造方法に関し、特
に基板表面に形成される配向制御膜の焼成温度に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device using a chiral smectic liquid crystal and a method for manufacturing the same, and more particularly to a firing temperature of an alignment control film formed on a substrate surface.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶分子の屈折率異方性及び偏光素子と
の組み合せにより透過光線を制御する型の表示素子がク
ラーク(Clark)及びラガーウォル(Lagerw
all)により提案されている(特開昭56−1072
16号公報、米国特許第4,367,924号明細書
等)。2. Description of the Related Art Display devices of the type that control transmitted light rays by combining the refractive index anisotropy of liquid crystal molecules and a polarizing element are Clark and Lagerw.
all) (JP-A-56-1072).
16 publication, U.S. Pat. No. 4,367,924, etc.).
【0003】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(SmC* )またはH相
(SmH* )を有し、この状態において、加えられる電
界に対応して第一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、かつ電界の印加の無いときはそ
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。This liquid crystal generally has a chiral smectic C phase (SmC * ) or H phase (SmH * ) in a specific temperature range, and in this state, it has a first optical stability corresponding to an applied electric field. State or the second optically stable state, and has the property of maintaining that state when no electric field is applied, that is, bistability. It also has a quick response to changes in the electric field and high speed. In addition, it is expected to be widely used as a memory type display element.
【0004】ところで、このカイラルスメクチック液
晶、特に非らせん構造のカイラルスメクチック液晶のた
めの配向方法としては、例えば米国特許第456172
6号公報に記載されたものなどがよく知られており、ス
メクチック層のシェブロン構造を含む配向状態は、図5
に示すようなCl配向32及びC2配向33の2種類の
配向モデルで説明することができる。By the way, as an alignment method for the chiral smectic liquid crystal, especially for the chiral smectic liquid crystal having a non-helical structure, for example, US Pat.
6 is well known, and the alignment state including the chevron structure of the smectic layer is shown in FIG.
This can be explained by two types of orientation models, Cl orientation 32 and C2 orientation 33 as shown in FIG.
【0005】このスメクチック液晶は、一般的に層構造
をもつが、SmA相からSmC相またはSmC* 相に転
移すると層間隔が縮むので、図5のように層が折れ曲が
った構造(シェブロン構造)31をとるようになる。そ
して、この折れ曲がる方向は、同図に示すようにCl配
向32及びC2配向33の2種類があり得るが、よく知
られているようにラビングによって基板界面の液晶分子
は基板に対して角度を成し(プレチルト)、この角度の
ためにC1配向32とC2配向33とは弾性エネルギー
的にみて等価ではなく、ある温度で転移が起こるように
なる。This smectic liquid crystal generally has a layered structure. However, when the SmA phase transitions to the SmC phase or the SmC * phase, the layer spacing shrinks, so that the layer is bent as shown in FIG. 5 (chevron structure) 31. Will be taken. There are two types of bending directions, Cl orientation 32 and C2 orientation 33, as shown in the figure. As is well known, the liquid crystal molecules at the substrate interface form an angle with the substrate by rubbing. However, because of this angle, the C1 orientation 32 and the C2 orientation 33 are not equivalent in terms of elastic energy, and a transition occurs at a certain temperature.
【0006】ここで、このような転移が起こると、同図
に示すように、ラビング方向Aに向かってC1配向32
からC2配向33に移るときの境界34にはジグザグ状
の、所謂ライトニング欠陥が生じ、C2配向33からC
1配向32に移るときの境界35には幅の広い、緩やか
な曲線状でヘアピン欠陥が生じるようになる。Here, when such a transition occurs, as shown in the figure, the C1 orientation 32 toward the rubbing direction A is obtained.
From the C2 orientation 33 to the C2 orientation 33, a so-called lightning defect having a zigzag shape occurs at the boundary 34.
At the boundary 35 when moving to the 1-direction 32, a hairpin defect is formed in a wide and gentle curved shape.
【0007】ところで、このカイラルスメクチック液晶
を用いた液晶素子は、配向するための相互に平行で同一
方向の一軸性配向処理がなされた一対の基板を備えてい
るが、今、カイラルスメクチック液晶のプレチルト角を
α、チルト角(コーン角の1/2)をΘ、SmC* 層の
傾斜角をδとし(図5参照)、数1式で表される配向状
態を有するようにすると、C1配向状態のうちで双安定
状態(ユニフォーム状態)を形成する。By the way, the liquid crystal element using the chiral smectic liquid crystal is provided with a pair of substrates that are parallel to each other and are uniaxially aligned in the same direction for alignment. Now, the pretilt of the chiral smectic liquid crystal is used. When the angle is α, the tilt angle (1/2 of the cone angle) is Θ, and the tilt angle of the SmC * layer is δ (see FIG. 5), and the orientation state represented by the formula 1 is obtained, the C1 orientation state is obtained. Form a bistable state (uniform state).
【0008】[0008]
【数1】α>Θ―δ 一方、無電界時のみかけのチルト角をθaとすれば、数
2式の関係を示す状態をユニフォーム状態と呼ぶ。Α> Θ−δ On the other hand, if the apparent tilt angle when there is no electric field is θa, the state showing the relationship of the equation 2 is called a uniform state.
【0009】[0009]
【数2】Θ>θa>Θ/2 ここで、一般的に数1式を満たすαは10°以上であ
り、従って10°以上の大きいαを持った配向制御膜が
必要とされる。## EQU00002 ## .THETA.>. Theta.a> .THETA. / 2 Here, .alpha. That generally satisfies the equation 1 is 10.degree.
【0010】また、ユニフォーム状態においては、その
光学条件からみてダイレクタが上下基板間でねじれてい
ないと考えられる。図6(A)はC1配向の各状態にお
ける基板間の各位置でのダイレクタの配置を示す模式図
である。図中41〜44は各状態においてダイレクタを
コーンの底面に投射し、これを底面方向からみた様子を
示しており、41及び42がスプレイ状態、43及び4
4がユニフォーム状態と考えられるダイレクタの配置で
ある。Further, in the uniform state, it is considered that the director is not twisted between the upper and lower substrates in view of the optical conditions. FIG. 6A is a schematic view showing the arrangement of directors at respective positions between the substrates in each state of C1 orientation. In the figure, 41 to 44 show the state in which the director is projected on the bottom surface of the cone in each state and seen from the bottom surface direction, 41 and 42 are spray states, 43 and 4
Reference numeral 4 denotes an arrangement of directors considered to be in a uniform state.
【0011】同図からわかるとおり、ユニフォームの2
状態43,44においては、上下いずれかの基板界面の
液晶分子の位置がスプレイ状態の位置と入れ替ってい
る。図6(B)はC2配向を示しており、界面のスイッ
チングはなく内部のスイッチングで2状態45,46が
ある。このC1配向のユニフォーム状態は、従来用いて
いた、C2配向における双安定状態よりも大きなθaを
生じ、輝度が大きくしかもコントラストが高い。As can be seen from the figure, the uniform 2
In the states 43 and 44, the positions of the liquid crystal molecules on either the upper or lower substrate interface are replaced with the positions in the spray state. FIG. 6B shows the C2 orientation, and there are two states 45 and 46 due to internal switching without interface switching. The uniform state of the C1 orientation produces larger θa than the conventionally used bistable state of the C2 orientation, and has a large luminance and a high contrast.
【0012】ところで、液晶素子の配向制御膜として
は、ポリイミド膜やポリアミド膜等が一般的に用いられ
ている。ポリイミド膜の形成には、ポリアミック酸を溶
媒に溶かした配向制御膜溶液を使用しており、該溶液を
ガラス基板に塗布後、240℃〜300℃で焼成して脱
水閉環させる方法を用いている。この焼成温度は塗布さ
れた膜のイミド化率が100%となる温度である。By the way, a polyimide film, a polyamide film or the like is generally used as an alignment control film of a liquid crystal element. An alignment control film solution in which a polyamic acid is dissolved in a solvent is used for forming the polyimide film, and a method of applying the solution to a glass substrate and then baking at 240 ° C. to 300 ° C. for dehydration ring closure is used. . The baking temperature is a temperature at which the imidization ratio of the applied film becomes 100%.
【0013】以下、イミド化率について説明する。The imidization ratio will be described below.
【0014】本発明で用いたポリアミック酸をガラス基
板に塗布後、焼成して形成されるポリイミド膜のIRス
ペクトルを測定すると図7に示すスペクトルが得られ
た。1370cm-1にみられる吸収A1370がイミドのC−
N伸縮振動に帰属できるものであり、1500cm-1にみ
られる吸収A1500はベンゼン環のC=C伸縮振動に帰属
できるものである。When the IR spectrum of the polyimide film formed by coating the glass substrate with the polyamic acid used in the present invention and baking it, the spectrum shown in FIG. 7 was obtained. Absorption A 1370 observed at 1370 cm -1 is C-of imide
The absorption A 1500 observed at 1500 cm −1 can be attributed to the N stretching vibration, and can be attributed to the C═C stretching vibration of the benzene ring.
【0015】また、図8は焼成時間を一定にしたときの
焼成温度に対するA1370/A1500のグラフであり、同図
においてA1370/A1500がほぼ一定となる温度以上でイ
ミド化が完了したとみなすことができる。なお、この場
合のA1370/A1500値を100%としたときの各焼成温
度のA1370/A1500値の割合をイミド化率とし、このイ
ミド化率が90%以上になる最低焼成温度をXとした。FIG. 8 is a graph of A 1370 / A 1500 with respect to the firing temperature when the firing time is constant. In the figure, imidization is completed at a temperature above which A 1370 / A 1500 is almost constant. Can be regarded as Incidentally, the A 1370 / A 1500 value in this case is 100% and the percentage imidization ratio of A 1370 / A 1500 value for each sintering temperature in the case, the minimum calcination temperature for this imidization ratio is 90% or more X.
【0016】[0016]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の製造方法にて製造される液晶素子において、24
0℃〜300℃という高温焼成にて配向制御膜(ポリイ
ミド膜)を焼成すると、プレチルトαは比較的高く、作
成した各素子ごとのαは変動が少ないという結果が得ら
れるが、高温焼成のためにカラーフィルタやその上に形
成される平坦化層等が破損するようになる。By the way, in the liquid crystal element manufactured by such a conventional manufacturing method,
When the orientation control film (polyimide film) is baked at a high temperature of 0 ° C. to 300 ° C., the pretilt α is relatively high, and the result that α for each element created is small is changed. In addition, the color filter and the flattening layer formed thereon are damaged.
【0017】そこで、このようなカラーフィルタ等の破
損を防ぐためには焼成温度を下げる必要があるが、この
ように焼成温度を低くした場合には、αが小さくなって
C2配向が生じるようになる。そして、このようにC2
配向が生じると、ライトニング欠陥及びヘアピン欠陥が
起こり、実用上十分な性能を有するカイラルスメクチッ
ク液晶表示素子を構成することが困難となるという問題
点があった。Therefore, it is necessary to lower the firing temperature in order to prevent such damage of the color filter or the like, but when the firing temperature is lowered in this way, α becomes small and C2 orientation occurs. . And like this, C2
When the alignment occurs, there is a problem that a lightning defect and a hairpin defect occur, which makes it difficult to construct a chiral smectic liquid crystal display device having a practically sufficient performance.
【0018】本発明は、上述の如き事情に基いてなされ
たものであり、低い焼成温度で配向制御膜を形成するこ
とのできる液晶素子及びその製造方法を提供することを
目的とするものである。The present invention has been made under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal element capable of forming an alignment control film at a low firing temperature and a method for manufacturing the same. .
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁層表面に
塗布されたポリイミド系材料をイミド化して形成された
配向制御膜を有する基板と、対向配置された前記基板の
間に注入されたカイラルスメクチック液晶とを備えた液
晶素子において、前記ポリイミド系材料をイミド化する
ための焼成温度を低くするよう前記絶縁層表面に多数の
凹凸が形成されていることを特徴とするものである。According to the present invention, a substrate having an alignment control film formed by imidizing a polyimide-based material applied to the surface of an insulating layer and the substrate placed oppositely are injected. A liquid crystal device including a chiral smectic liquid crystal is characterized in that a large number of irregularities are formed on the surface of the insulating layer so as to lower the firing temperature for imidizing the polyimide material.
【0020】また本発明は、前記多数の凹凸は、絶縁層
形成材料に混入されると共に前記絶縁層の層厚よりも大
きな高さ寸法を有する多数の粒子により形成されること
を特徴とするものである。The present invention is also characterized in that the large number of irregularities are formed by a large number of particles mixed in an insulating layer forming material and having a height dimension larger than the layer thickness of the insulating layer. Is.
【0021】また本発明は、前記粒子は、球状粒子であ
ることを特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that the particles are spherical particles.
【0022】また本発明は、前記粒子は、非導電性の物
質にて形成されることを特徴とするものである。The present invention is also characterized in that the particles are formed of a non-conductive substance.
【0023】また本発明は、前記凹凸は、前記対向配置
された基板の絶縁層表面にそれぞれ形成されることを特
徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that the irregularities are respectively formed on the surfaces of the insulating layers of the substrates arranged to face each other.
【0024】また本発明は、基板表面に形成されている
絶縁層に塗布されたポリイミド系材料をイミド化して絶
縁層表面に配向制御膜を形成する一方、前記配向制御膜
が形成されている基板を対向配置すると共に該基板の間
にカイラルスメクチック液晶を注入して液晶素子を製造
するようにした液晶素子の製造方法において、前記ポリ
イミド系材料をイミド化するための焼成温度を低くする
よう前記絶縁層の表面に多数の凹凸を形成するようにし
たことを特徴とするものである。Further, according to the present invention, the polyimide-based material applied to the insulating layer formed on the surface of the substrate is imidized to form an orientation control film on the surface of the insulating layer, while the substrate on which the orientation control film is formed is formed. In a method of manufacturing a liquid crystal device, in which a chiral smectic liquid crystal is injected between the substrates while facing each other, the insulating material is formed so as to lower the firing temperature for imidizing the polyimide-based material. It is characterized in that a large number of irregularities are formed on the surface of the layer.
【0025】また本発明は、前記焼成温度の最低温度
を、前記ポリイミド系材料のイミド化率が90%以上と
なる温度としたことを特徴とするものである。The present invention is also characterized in that the minimum temperature of the firing temperature is a temperature at which the imidization ratio of the polyimide material is 90% or more.
【0026】また本発明は、前記配向制御膜を、最低焼
成温度から前記最低焼成温度よりも所定温度だけ高い焼
成温度までの温度範囲内で焼成するようにしたことを特
徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that the orientation control film is fired within a temperature range from a minimum firing temperature to a firing temperature higher than the minimum firing temperature by a predetermined temperature.
【0027】また本発明は、前記配向制御膜を、前記最
低焼成温度から30℃高い温度までの温度範囲内で焼成
するようにしたことを特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that the orientation control film is fired within a temperature range from the lowest firing temperature to a temperature higher by 30 ° C.
【0028】また本発明は、前記配向制御膜を含フッソ
ポリアミック酸にて形成する場合には、前記最低焼成温
度を210℃とし、前記所定温度を30℃とすることを
特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that, when the orientation control film is formed of a fluorine-containing polyamic acid, the minimum firing temperature is 210 ° C. and the predetermined temperature is 30 ° C. .
【0029】また本発明は、前記多数の凹凸を、前記対
向配置された基板の絶縁層表面にそれぞれ形成すること
を特徴とするものである。Further, the present invention is characterized in that the large number of irregularities are respectively formed on the surfaces of the insulating layers of the substrates arranged to face each other.
【0030】また本発明は、前記多数の凹凸は、絶縁層
形成材料に混入されると共に前記絶縁層の層厚よりも大
きな高さ寸法を有する多数の粒子により形成されること
を特徴とするものである。The present invention is also characterized in that the large number of irregularities are formed by a large number of particles mixed in an insulating layer forming material and having a height dimension larger than the layer thickness of the insulating layer. Is.
【0031】なお、このように絶縁層表面に多数の凹凸
を形成することにより、絶縁層表面に塗布されたポリイ
ミド系材料をイミド化して基板に配向制御膜を形成する
ための焼成温度を低くすることができる。また、絶縁層
の層厚よりも大きな高さ寸法を有する多数の粒子を絶縁
層形成材料に混入させることにより、このような多数の
凹凸を絶縁層表面に形成することができる。さらに、こ
の粒子を球状粒子の非導電性の物質にて形成することに
より、一様な高さを有すると共に非導電性を有した多数
の凹凸を形成することができる。By forming a large number of irregularities on the surface of the insulating layer in this way, the baking temperature for forming the orientation control film on the substrate by imidizing the polyimide material coated on the surface of the insulating layer is lowered. be able to. By mixing a large number of particles having a height dimension larger than the layer thickness of the insulating layer into the insulating layer forming material, such a large number of irregularities can be formed on the surface of the insulating layer. Furthermore, by forming the particles with spherical particles of a non-conductive substance, it is possible to form a large number of irregularities having a uniform height and having non-conductivity.
【0032】一方、配向制御膜が形成されている基板を
対向配置すると共に基板の間にカイラルスメクチック液
晶を注入して液晶素子を製造するようにした液晶素子の
製造方法において、絶縁層の表面に多数の凹凸を形成す
ることにより、ポリイミド系材料をイミド化するための
焼成温度を低くすることができる。On the other hand, in a method of manufacturing a liquid crystal element, in which a substrate on which an orientation control film is formed is arranged to face each other and a chiral smectic liquid crystal is injected between the substrates to manufacture a liquid crystal element, a surface of an insulating layer is formed. By forming a large number of irregularities, the firing temperature for imidizing a polyimide material can be lowered.
【0033】また、焼成温度の最低温度をポリイミド系
材料のイミド化率が90%以上となる温度とし、ポリイ
ミド系材料を最低焼成温度及び最低焼成温度よりも所定
温度、好ましくは30℃だけ高い焼成温度の範囲内でイ
ミド化して配向制御膜を焼成するようにする。The minimum firing temperature is set to a temperature at which the imidization ratio of the polyimide material is 90% or more, and the polyimide material is fired at a predetermined firing temperature, preferably 30 ° C. higher than the lowest firing temperature. The orientation control film is baked by imidization within the temperature range.
【0034】[0034]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0035】図1は、本発明に係る液晶素子の断面を示
す模式図である。同図において、1はカイラルスメクチ
ック液晶素子(以下液晶素子という)、2a,2bは液
晶素子1の対向配置された2枚の基板である1.lmm厚
のガラス基板、3はガラス基板2a,2bの間に設けら
れた直径1.5μmのスペーサー、4はガラス基板2
a,2bの間に注入されているカイラルスメクチック液
晶である。FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a liquid crystal element according to the present invention. In the figure, 1 is a chiral smectic liquid crystal element (hereinafter referred to as a liquid crystal element), and 2a and 2b are two substrates arranged opposite to each other. 1 mm thick glass substrate, 3 spacers having a diameter of 1.5 μm provided between the glass substrates 2a and 2b, and 4 glass substrate 2
It is a chiral smectic liquid crystal injected between a and 2b.
【0036】ところで、このガラス基板2a,2bの表
面、本実施の形態においては両方のガラス基板2a,2
bの表面には、それぞれ600Å厚の第1絶縁層5a,
5bが加熱形成されている。なお、この第1絶縁層5
a,5bは絶縁層形成材料である絶縁層溶液(例えばT
i:Si=1:1溶液)をスピン展色法により印刷塗布
した後、240℃で加熱して形成されたものである。By the way, the surfaces of the glass substrates 2a, 2b, in the present embodiment, both glass substrates 2a, 2b.
On the surface of b, 600 Å thick first insulating layer 5a,
5b is formed by heating. In addition, this first insulating layer 5
a and 5b are insulating layer solutions (for example, T
It is formed by printing and applying (i: Si = 1: 1 solution) by a spin color development method, and then heating at 240 ° C.
【0037】一方、この第1絶縁層5a,5b上には、
170Åの層厚の第2絶縁層6a,6bが第1絶縁層5
a,5bと同様な方法で加熱形成されており、このよう
に基板2a,2bの表面に少なくとも2つの絶縁層5
a,5b,6a,6bを形成することにより、ガラス基
板2a,2b間の絶縁性を高めるようにしている。On the other hand, on the first insulating layers 5a and 5b,
The second insulating layers 6a and 6b having a layer thickness of 170Å are the first insulating layers 5
a and 5b are formed by heating in the same manner as described above, and thus at least two insulating layers 5 are formed on the surfaces of the substrates 2a and 2b.
By forming a, 5b, 6a and 6b, the insulating property between the glass substrates 2a and 2b is improved.
【0038】ところで、この第2絶縁層6a,6bに
は、層厚よりも高さ寸法が大きい球状粒子であり、また
非導電性の物質であるSiO2 により形成された直径数
百ÅのSiO2 粒子7が多数混入されており、このSi
O2 粒子7により第2絶縁層6a,6bの表面には多数
の凹部9b及び凸部9aが形成されている。By the way, the second insulating layers 6a and 6b are spherical particles having a height dimension larger than the layer thickness, and are made of SiO 2 which is a non-conductive material and have a diameter of several hundred liters. A lot of 2 particles 7 are mixed, and this Si
The O 2 particles 7 form a large number of concave portions 9b and convex portions 9a on the surfaces of the second insulating layers 6a and 6b.
【0039】ここで、このように多数の凹凸を、球状で
かつ非導電性のSiO2 粒子7にて形成することによ
り、凹凸の高さを一様にすることができると共に、絶縁
層6a,6bの非導電性を確保することができるように
している。なお、本実施の形態においては、球状で、か
つ非導電性の粒子としてSiO2 粒子を用いたが、本発
明はこれに限らず例えばTiO2 粒子等を用いてもよ
い。Here, by forming such a large number of irregularities with spherical and non-conductive SiO 2 particles 7, the irregularities can be made uniform in height and the insulating layers 6a, The non-conductivity of 6b can be ensured. Although SiO 2 particles are used as spherical and non-conductive particles in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and TiO 2 particles or the like may be used.
【0040】さらに、これらの絶縁層5a,5b,6
a,6b上には200Å厚の配向制御膜8a,8bが設
けられている。ここで、この配向制御膜8a,8bは、
NMP(N−メチルピロリドン)とnブチルセロソルブ
を溶媒とした含フッソポリアミック酸を印刷塗布後、焼
成したものである。Further, these insulating layers 5a, 5b, 6
Alignment control films 8a and 8b having a thickness of 200 Å are provided on a and 6b. Here, the alignment control films 8a and 8b are
It is a product obtained by printing and coating a fluorinated polyamic acid containing NMP (N-methylpyrrolidone) and n-butyl cellosolve as a solvent, and then firing it.
【0041】ところで、第2絶縁層6a,6bの表面に
多数の凹凸を形成した場合、配向制御膜8a,8bを焼
成するための最低焼成温度、本実施の形態においては含
フッソポリアミック酸におけるイミド化率が90%以上
になる最低焼成温度は210℃となり、既述したような
従来の焼成温度(240℃〜300℃)に比べて低くな
る。When a large number of irregularities are formed on the surfaces of the second insulating layers 6a and 6b, the minimum firing temperature for firing the orientation control films 8a and 8b, in the present embodiment, the imide in the fluorinated polyamic acid-containing acid. The minimum firing temperature at which the conversion rate is 90% or more is 210 ° C., which is lower than the conventional firing temperature (240 ° C. to 300 ° C.) as described above.
【0042】そして、このように最低焼成温度を低くす
ることにより、配向制御膜8a,8b焼成時におけるカ
ラーフィルタ等の破損を防ぐことができると共に、カラ
ーフィルタ等の材料の選択の幅を広げることができるよ
うになる。一方、このような液晶素子の製造方法として
は、まずガラス基板2a,2b上にスピン展色法により
絶縁層溶液を印刷塗布した後、この絶縁層溶液を240
℃にて加熱して600Å厚の第1絶縁層5a,5bを形
成する。By lowering the minimum firing temperature in this way, damage to the color filters and the like during firing of the orientation control films 8a and 8b can be prevented, and the range of selection of materials for the color filters and the like can be widened. Will be able to. On the other hand, as a method for manufacturing such a liquid crystal element, first, an insulating layer solution is printed and applied on the glass substrates 2a and 2b by a spin color development method, and then the insulating layer solution is applied to
The first insulating layers 5a and 5b having a thickness of 600 Å are formed by heating at ℃.
【0043】次に、この第1絶縁層5a,5b上にスピ
ン展色法により直径約百ÅのSiO2 粒子7を含む絶縁
層溶液を印刷塗布した後、240℃にて加熱して170
Åの層厚の第2絶縁層6a,6bを形成する。なお、こ
のように第2絶縁層6a,6bを形成する際、例えば下
方のガラス基板2bの第2絶縁層6bの表面には、図2
に示すように一様な高さを有する多数の凹部9b及び凸
部9aが生じるようになる。Next, an insulating layer solution containing SiO 2 particles 7 having a diameter of about 100 Å is applied by printing onto the first insulating layers 5a and 5b by printing, and then heated at 240 ° C. to 170
The second insulating layers 6a and 6b having a layer thickness of Å are formed. When the second insulating layers 6a and 6b are formed in this manner, for example, the surface of the second insulating layer 6b of the lower glass substrate 2b may be formed on the surface of FIG.
As shown in FIG. 5, a large number of concave portions 9b and convex portions 9a having uniform height are formed.
【0044】次に、このように多数の凹凸が形成されて
いる第2絶縁層6a,6b上に含フッソポリアミック酸
を印刷塗布後、配向制御膜8bを焼成する。ここで、こ
の焼成温度は、最低焼成温度(X=210℃)及び最低
焼成温度より所定温度だけ高い温度、本実施の形態にお
いてはX+30℃、即ち240℃の温度範囲にて焼成す
るようにしている。Next, after the fluorine-containing polyamic acid-containing acid is applied by printing onto the second insulating layers 6a and 6b on which the large number of irregularities are formed, the orientation control film 8b is baked. Here, the firing temperature is set to a minimum firing temperature (X = 210 ° C.) and a temperature higher than the minimum firing temperature by a predetermined temperature, in the present embodiment, X + 30 ° C., that is, a firing range of 240 ° C. There is.
【0045】そして、このように配向制御膜8bを従来
の焼成温度(240℃〜300℃)より低い210℃〜
240℃の温度範囲にて焼成することにより、配向制御
膜8bの焼成をより簡単に行うことができるようにな
る。In this way, the orientation control film 8b is formed at 210 ° C. lower than the conventional baking temperature (240 ° C. to 300 ° C.).
By firing in the temperature range of 240 ° C., the orientation control film 8b can be fired more easily.
【0046】なお、本実施の形態においては、配向制御
膜8bの焼成を確実に行うことができるよう焼成温度を
240℃としているが、この焼成温度(240℃)は、
絶縁層5a,5b,6a,6bの形成温度と同じであ
り、このように配向制御膜8bの焼成温度と絶縁層5
a,5b,6a,6bの形成温度とを同じとすることに
より、製造装置における温度制御をより簡単にすること
ができるようにしている。そして、最後に、ラビング処
理を施した後、直径1.5μmのスペーサー3を基板表
面に散布し、エポキシ樹脂よりなるシール剤を介して両
基板2a,2bを貼り合わせてセル1aを作り、このよ
うにして作製したセル1aの中にカイラルスメクチック
液晶4を注入してカイラルスメクチック液晶表示素子
(以降、単に素子Aと略記する)を製造する。ところ
で、このように凹凸が形成されている第2絶縁層6a,
6bを有する素子Aにおいて、配向制御膜8a,8bを
240℃で焼成させると共に同条件のラビングのもとで
作製した複数(5つ)の液晶素子試料のプレチルト角α
を測定した結果、図3に示す表のようになった。なお、
同表において、素子Bは粒子を含まない絶縁層を設けた
液晶素子において、配向制御膜を240℃で焼成させた
ものを示している。In the present embodiment, the firing temperature is set to 240 ° C. so that the orientation control film 8b can be reliably fired. However, this firing temperature (240 ° C.) is
It is the same as the formation temperature of the insulating layers 5a, 5b, 6a, 6b.
By making the formation temperatures of a, 5b, 6a, and 6b the same, temperature control in the manufacturing apparatus can be made simpler. Finally, after rubbing treatment, spacers 3 having a diameter of 1.5 μm are scattered on the surface of the substrate, and the substrates 2a and 2b are bonded to each other via a sealing agent made of epoxy resin to form a cell 1a. A chiral smectic liquid crystal 4 is injected into the cell 1a thus manufactured to manufacture a chiral smectic liquid crystal display device (hereinafter simply referred to as device A). By the way, the second insulating layer 6a having such unevenness is formed.
In the device A having 6b, the pretilt angles α of a plurality (five) of liquid crystal device samples prepared by rubbing the alignment control films 8a and 8b at 240 ° C. and under the same conditions.
As a result of measurement, the result is as shown in the table of FIG. In addition,
In the same table, the element B shows a liquid crystal element provided with an insulating layer containing no particles, in which the orientation control film is baked at 240 ° C.
【0047】ここで、同図において明らかなように、素
子Bの場合はαは10°以下と小さく、しかもサンプル
間で変動があるのに対し、素子Aではαは18°〜20
°と高く、サンプル間での変動は少ないことが見受けら
れた。このように、第2絶縁層6a,6bの表面に凹凸
を設けることで(X+30)℃以下で焼成を施した場合
でもカイラルスメクチック液晶がC1ユニフォーム配向
をとるのに十分なαが得られることが判明した。Here, as is apparent from the figure, in the case of the element B, α is as small as 10 ° or less, and there is variation between samples, whereas in the element A, α is 18 ° to 20 °.
It was found to be as high as ° and there was little variation between samples. As described above, by providing unevenness on the surfaces of the second insulating layers 6a and 6b, it is possible to obtain α sufficient for the chiral smectic liquid crystal to have C1 uniform orientation even when firing is performed at (X + 30) ° C. or less. found.
【0048】なお、このαの測定は、クリスタルローシ
ョン法(Jpa.J.Appl.Phys.Vo.11
9(1980)No.Short Notes 203
1)により求めた。即ち、プレチルト角の測定用液晶と
しては強誘電性液晶(チッソ社製CS−l0l4)に下
記の構造式で示される化合物を重量比で20%混合した
ものを標準液晶として注入して測定した。This α was measured by the crystal lotion method (Jpa. J. Appl. Phys. Vo. 11).
9 (1980) No. Short Notes 203
It was determined by 1). That is, as a liquid crystal for measuring the pretilt angle, a ferroelectric liquid crystal (CS-1014 manufactured by Chisso Corporation) mixed with 20% by weight of a compound represented by the following structural formula was injected as a standard liquid crystal for measurement.
【0049】[0049]
【化1】 なお、この混合した液晶組成物は10〜55℃でSmA
相を呈した。Embedded image In addition, this mixed liquid crystal composition has a SmA
Phase.
【0050】測定手順は、液晶パネルを上下基板に垂直
かつ配向処理軸(ラビング軸)を含む面で回転させなが
ら、回転軸と45°の角度をなす偏向面を持つヘリウム
・ネオンレーザ光を回転軸に垂直な方向から照射して、
その反対側で入射偏向面と平行な透過軸を持つ偏向板を
通してフォトダイオードで透過光強度を測定した。そし
て、干渉によってできた透過光強度のスペクトルに対
し、理論曲線、数式3、4とフィッティングを行うシミ
ュレーションによりプレチルト角αを求めた。The measurement procedure is as follows. While rotating the liquid crystal panel on the plane perpendicular to the upper and lower substrates and including the alignment treatment axis (rubbing axis), the helium / neon laser light having the deflection surface forming an angle of 45 ° with the rotation axis is rotated. Irradiate from the direction perpendicular to the axis,
On the opposite side, the transmitted light intensity was measured with a photodiode through a deflection plate having a transmission axis parallel to the incident deflection surface. Then, the pretilt angle α was obtained by a simulation of fitting the theoretical curve, Formulas 3 and 4, to the spectrum of the transmitted light intensity generated by the interference.
【0051】[0051]
【数3】 No :常光屈折率 、Ne :異常光屈折率、φ:液晶パ
ネルの回転角、T(φ):透過光強度、 d:セル厚、
λ:入射光の波長(Equation 3) N o: ordinary refractive index, N e: extraordinary refractive index, phi: rotation angle of the liquid crystal panel, T (φ): transmitted light intensity, d: cell thickness,
λ: wavelength of incident light
【0052】[0052]
【数4】 そして、これら2つの素子A,Bの液晶の配向状態を偏
光顕微鏡下で観察したところ、図3に示す表に示すよう
に素子Aでは全面にわたりC1(ユニフォーム)配向が
得られていたが、素子BではC1(ユニフォーム)配向
とC2(スプレー)配向とが混在した状態であった。つ
まり、素子Bよりも素子Aの方が欠陥の少ないコントラ
ストの良いものであることが判明した。(Equation 4) When the alignment state of the liquid crystal of these two elements A and B was observed under a polarization microscope, C1 (uniform) orientation was obtained over the entire surface of element A as shown in the table shown in FIG. In B, the C1 (uniform) orientation and the C2 (spray) orientation were mixed. That is, it was found that the element A had less defects and a better contrast than the element B.
【0053】また、図4は素子Aと素子Bについて、そ
れぞれ配向制御膜の焼成温度の異なる9種類の液晶素子
を作製し、それらのプレチルト角αを測定ものを示して
いる。なお、配向制御膜の焼成はそれぞれ210,22
0,230,240,250,260,270,28
0,300℃で行い、また配向膜材料は含フッソポリア
ミック酸であり、イミド化率90%となる温度Xは21
0℃である。Further, FIG. 4 shows a case where nine kinds of liquid crystal elements having different firing temperatures of the orientation control films were prepared for the element A and the element B, and the pretilt angle α thereof was measured. The orientation control film is baked at 210 and 22 respectively.
0,230,240,250,260,270,28
The temperature is 0,300 ° C., the alignment film material is fluorine-containing polyamic acid, and the temperature X at which the imidization ratio is 90% is 21.
0 ° C.
【0054】このときのα測定の結果は同図に示すよう
に、素子Aのαは各温度で素子Bのαよりも高い値を示
したが、特に配向制御膜を210〜240℃で焼成した
場合において顕著に違いがみられた。つまり、270℃
〜300℃では、素子Aのαは素子Bのαの約1.3倍
であるのに対して、低温側では約2倍を示した。また、
素子Aの240℃焼成のα(=19.3°)は素子Bの
280℃焼成のα(=20.1°)とほぼ同様の値にな
ることが判明した。As a result of the α measurement at this time, as shown in the same figure, the α of the element A showed a higher value than the α of the element B at each temperature. Especially, the orientation control film was baked at 210 to 240 ° C. When it did, the difference was remarkable. In other words, 270 ℃
At ˜300 ° C., the α of the element A was about 1.3 times that of the element B, while it was about twice the low temperature side. Also,
It was found that the value of α (= 19.3 °) of the element A baked at 240 ° C. was almost the same value as the value of α (= 20.1 °) of the element B baked at 280 ° C.
【0055】このことから、焼成温度が従来の焼成温度
よりも低い210℃〜240℃であっても所定のα値が
得られることが判明した。From this, it was found that the predetermined α value was obtained even when the firing temperature was 210 ° C. to 240 ° C., which is lower than the conventional firing temperature.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁層に粒子を混入させて絶縁層表面に凹凸を形成するこ
とにより、焼成温度を低くすることができる。これによ
り、従来よりも低温で配向制御膜を焼成した場合におい
ても欠陥が少なくコントラストが高いカイラルスメクチ
ック液晶表示素子を構成するのに十分なプレチルトを得
ることができる。As described above, according to the present invention, the firing temperature can be lowered by mixing particles in the insulating layer to form irregularities on the surface of the insulating layer. As a result, even when the alignment control film is baked at a lower temperature than before, it is possible to obtain a pretilt sufficient to form a chiral smectic liquid crystal display device with few defects and high contrast.
【0057】そして、このように配向制御膜が従来より
低温で焼成できるようにすることにより、カラーフィル
ターやその上に形成される平坦化層等の破損が抑制さ
れ、他のカラーフィルター、平坦化層材料の選択の幅を
広げることが可能になり、さらなる良好なカイラルスメ
クチック液晶素子の提供が可能になる。By allowing the orientation control film to be fired at a lower temperature than before, damage to the color filter and the flattening layer formed thereon is suppressed, and other color filters and the flattening film are flattened. It is possible to broaden the selection range of the layer material, and it is possible to provide an even better chiral smectic liquid crystal element.
【図1】本発明に係る液晶素子の断面を示す模式図。FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a liquid crystal element according to the present invention.
【図2】前記液晶素子の製造プロセスの一部を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a part of a manufacturing process of the liquid crystal element.
【図3】絶縁層に凹凸が形成されている前記液晶素子及
び凹凸が形成されていない従来の液晶素子におけるプレ
チルトの値及び配向状態の違いを示す図表。FIG. 3 is a diagram showing a difference in pretilt value and alignment state between the liquid crystal element having unevenness formed on the insulating layer and the conventional liquid crystal element having no unevenness formed thereon.
【図4】配向制御膜の焼成温度変化によるプレチルトの
値の変化を示した図。FIG. 4 is a diagram showing a change in pretilt value due to a change in firing temperature of an orientation control film.
【図5】従来のカイラルスメクチック液晶のC1配向と
C2配向の層構造を示した説明図。FIG. 5 is an explanatory view showing a layer structure of C1 alignment and C2 alignment of a conventional chiral smectic liquid crystal.
【図6】上記カイラルスメクチック液晶のC1配向及び
C2配向の各状態における基板間の各位置でのダイレク
タの配置を示した模式図。FIG. 6 is a schematic diagram showing the arrangement of directors at respective positions between substrates in each of the C1 orientation and C2 orientation of the chiral smectic liquid crystal.
【図7】ポリイミド膜のIRスペクトルを示した図。FIG. 7 is a diagram showing an IR spectrum of a polyimide film.
【図8】焼成温度によるイミド化率の変化を示した図。FIG. 8 is a view showing a change in imidization ratio depending on a firing temperature.
1 液晶素子 2a,2b ガラス基板 4 カイラルスメクチック液晶 5a,5b 第1絶縁層 6a,6b 第2絶縁層 7 SiO2 粒子 8a,8b 配向制御膜 9a,9b 凹凸 X 最低焼成温度 α プレチルト角1 liquid crystal element 2a, 2b glass substrate 4 chiral smectic liquid crystal 5a, 5b first insulating layer 6a, 6b second insulating layer 7 SiO 2 particles 8a, 8b orientation control film 9a, 9b unevenness X minimum firing temperature α pretilt angle
Claims (12)
料をイミド化して形成された配向制御膜を有する基板
と、対向配置された前記基板の間に注入されたカイラル
スメクチック液晶とを備えた液晶素子において、 前記ポリイミド系材料をイミド化するための焼成温度を
低くするよう前記絶縁層表面に多数の凹凸が形成されて
いることを特徴とする液晶素子。1. A liquid crystal comprising a substrate having an orientation control film formed by imidizing a polyimide-based material applied to the surface of an insulating layer, and a chiral smectic liquid crystal injected between the substrates arranged to face each other. In the device, the liquid crystal device is characterized in that a large number of irregularities are formed on the surface of the insulating layer so as to lower the firing temperature for imidizing the polyimide material.
入されると共に前記絶縁層の層厚よりも大きな高さ寸法
を有する多数の粒子により形成されることを特徴とする
請求項1記載の液晶素子。2. The plurality of irregularities are formed by a large number of particles mixed in an insulating layer forming material and having a height dimension larger than a layer thickness of the insulating layer. Liquid crystal element.
とする請求項2記載の液晶素子。3. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the particles are spherical particles.
れることを特徴とする請求項2又は3記載の液晶素子。4. The liquid crystal device according to claim 2, wherein the particles are formed of a non-conductive substance.
絶縁層表面にそれぞれ形成されることを特徴とする請求
項1記載の液晶素子。5. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the unevenness is formed on each surface of the insulating layers of the substrates arranged to face each other.
されたポリイミド系材料をイミド化して絶縁層表面に配
向制御膜を形成する一方、前記配向制御膜が形成されて
いる基板を対向配置すると共に該基板の間にカイラルス
メクチック液晶を注入して液晶素子を製造するようにし
た液晶素子の製造方法において、 前記ポリイミド系材料をイミド化するための焼成温度を
低くするよう前記絶縁層の表面に多数の凹凸を形成する
ようにしたことを特徴とする液晶素子の製造方法。6. A polyimide-based material applied to an insulating layer formed on the surface of a substrate is imidized to form an orientation control film on the surface of the insulating layer, while the substrates on which the orientation control film is formed face each other. In addition, a method of manufacturing a liquid crystal device by injecting a chiral smectic liquid crystal between the substrates to manufacture a liquid crystal device, the surface of the insulating layer to lower the firing temperature for imidizing the polyimide-based material. A method for manufacturing a liquid crystal element, characterized in that a large number of irregularities are formed on the surface.
ミド系材料のイミド化率が90%以上となる温度とした
ことを特徴とする請求項6記載の液晶素子の製造方法。7. The method for producing a liquid crystal element according to claim 6, wherein the minimum firing temperature is a temperature at which the imidization ratio of the polyimide material is 90% or more.
記最低焼成温度よりも所定温度だけ高い焼成温度までの
温度範囲内で焼成するようにしたことを特徴とする請求
項6又は7記載の液晶素子の製造方法。8. The firing method according to claim 6, wherein the orientation control film is fired within a temperature range from a minimum firing temperature to a firing temperature higher than the minimum firing temperature by a predetermined temperature. Liquid crystal device manufacturing method.
ら30℃高い温度までの温度範囲内で焼成するようにし
たことを特徴とする請求項8記載の液晶素子の製造方
法。9. The method of manufacturing a liquid crystal element according to claim 8, wherein the orientation control film is fired within a temperature range from the lowest firing temperature to a temperature higher by 30 ° C.
ク酸にて形成する場合には、前記最低焼成温度を210
℃とし、前記所定温度を30℃とすることを特徴とする
請求項7又は8記載の液晶素子の製造方法。10. The minimum firing temperature is 210 when the alignment control film is formed of a fluorine-containing polyamic acid.
9. The method for manufacturing a liquid crystal element according to claim 7, wherein the predetermined temperature is 30 ° C.
た基板の絶縁層表面にそれぞれ形成することを特徴とす
る請求項6記載の液晶素子の製造方法。11. The method of manufacturing a liquid crystal device according to claim 6, wherein the plurality of irregularities are formed on the surfaces of the insulating layers of the substrates arranged to face each other.
混入されると共に前記絶縁層の層厚よりも大きな高さ寸
法を有する多数の粒子により形成されることを特徴とす
る請求項6又は11記載の液晶素子の製造方法。12. The large number of irregularities is formed by a large number of particles mixed in an insulating layer forming material and having a height dimension larger than the layer thickness of the insulating layer. 11. The method for manufacturing a liquid crystal element according to item 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1130696A JPH09203902A (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Liquid crystal element and its production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1130696A JPH09203902A (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Liquid crystal element and its production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09203902A true JPH09203902A (en) | 1997-08-05 |
Family
ID=11774330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1130696A Pending JPH09203902A (en) | 1996-01-25 | 1996-01-25 | Liquid crystal element and its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09203902A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001009675A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method for manufacturing the same |
-
1996
- 1996-01-25 JP JP1130696A patent/JPH09203902A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001009675A1 (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method for manufacturing the same |
US6515725B1 (en) | 1999-07-29 | 2003-02-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method for manufacturing the same |
US6710832B2 (en) | 1999-07-29 | 2004-03-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display and method of manufacture |
US6801284B2 (en) | 1999-07-29 | 2004-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display and method of manufacture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6027772A (en) | Optical alignment composition, alignment layer formed using the same and LCD having the alignment layer | |
JPH05273537A (en) | Ferroelectric liquid crystal display element and its production | |
EP0040975A1 (en) | Method of preparation of a substrate for a liquid crystal display device, a positive display type liquid crystal display device, and a method of constructing such a device | |
US20050260334A1 (en) | Method of achieving high pretilt angles in a lilquid crystal cell | |
KR0146919B1 (en) | Liquid crystal device and display apparatus | |
JPS6314123A (en) | Liquid crystal element | |
US5866034A (en) | Heat resistant polymer composition, alignment layer formed using the same and liquid cyrstal display having the alignment layer | |
JP2556590B2 (en) | Liquid crystal element | |
JPH09203902A (en) | Liquid crystal element and its production | |
JPH01216318A (en) | Liquid crystal element | |
KR100226321B1 (en) | Liquid crystalline display and method for preparation thereof | |
JPS62231937A (en) | Liquid crystal element | |
JPS6360426A (en) | Ferroelectric liquid crystal element | |
JPH07168188A (en) | Liquid crystal element, liquid crystal device using the same and liquid crystal display device | |
JPS6360422A (en) | Ferroelectric liquid crystal element | |
JPH0261614A (en) | Liquid crystal element | |
JPH08184837A (en) | Liquid crystal device | |
JPH10197874A (en) | Production of liquid crystal element | |
JPH06324340A (en) | Production of ferroelectric liquid crystal element | |
JPS6360423A (en) | Ferroelectric liquid crystal element | |
JPH04194822A (en) | Manufacture of liquid crystal display element | |
JP2582309B2 (en) | Liquid crystal element | |
JPH0836160A (en) | Ferroelectric liquid crystal element | |
JP2556589B2 (en) | Liquid crystal element | |
JPS62170938A (en) | Liquid crystal element |