JPH01120534A

JPH01120534A - 強誘電性液晶素子

Info

Publication number: JPH01120534A
Application number: JP27730787A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Okada; 伸二郎岡田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1987-11-04
Publication date: 1989-05-12

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］本発明は強誘電性液晶素子に関し、特に強誘電性液晶分
子の配向をコントロールすることによって、明、暗部を
形成する液晶表示素子に関するものである。

［従来の技術］従来、強誘電性液晶素子における強誘電性液晶の配向方
法としては、セル内において温度勾配を形成して相転移
に伴い順次的な配向形成をさせる方法（温度勾配法）や
、上下基板を一定方向に摺動させて配向させる方法（シ
アリング法）等が行なわれていたが、これらの方法は量
産性、安定性に乏しく、工業的には不適当な方法である
。

他方、工業的に有利な方法としては、従来、ＴＮ（ツィ
ステッド　ネマチック：　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｓ＋ａ
ｔｉｃ）方式の液晶セルに使用されている方法であるラ
ビング法および斜方蒸着法が有用である。

ラビング法は、一般にはｒＴＯ（インジウム　チン　オ
キサイド）′等の透明電極上にＰＩ（ポリイミド）、Ｐ
ＶＡ（ポリビニルアルコール）等の有機薄膜（４００〜
２０００人）を形成し、その上をナイロン、アセテート
、コツトン等の植毛布（毛足の長さが０．１１〜２．０
＋ｕ＋　）で均一にこする（ラビング：　Ｒｕｂ’ｂｉ
ｎｇ　）ことによってネマチック液晶の分子長軸をラビ
ング方向に平均的にそろえようとする方法であり、ＴＮ
、　ＳＢＥ等の液晶素子では実績がある。

ところが、この方法をそのまま強誘電性液晶の配向に適
用しようとすると、上下の基板間で分子（ダイレクタ）
の方向をねじる必要がないので。

ＴＮ素子の配向の場合と異なり、上下同方向もしくは相
反する方向にラビング処理を行なう。

このような配向処理方法で強誘電性液晶分子を配向させ
た場合には、Ｓａｃ”相でスプレィ（ＳＰＬＡＹ）配向
を取り易い、このスプレィ配向では、セル厚方向におい
て分子の方向がねじれているために、見かけのチルト角
θａが小さく、透過光量が少なくなり、ＴＮ素子では３
０％を越えるのに対して５％程度になってしまい、コン
トラストが低下し、さらにジグザグ欠陥等の欠陥が多く
発生し、その制御が困難であるなど、デイスプレィとし
ては望ましくない配向状態となる。

また、ＳｉＯの斜方蒸着膜を配向膜として用いる場合は
、−船釣にスイッチングの閾値を上げたり、その他にも
安定状態が多数存在することや、平均的に層方向に消光
位をもつ配向状態が優勢になり、マトリックス駆動し難
いなどの問題があった。

［発明が解決しようとする問題点］以上述べてた様に、対向して設けられた２極の電極基板
の両面に設けた有機膜のラビング処理もしくは両面に設
けたＳｉＯの斜方蒸着などの方法を用いて配向処理を施
した場合には、■見かけのチルト角θａが小さく、透過
光量が少ない、■消光位でのもれ光が大きく、コントラ
ストが低い、■その他のジグザグ欠陥等の欠陥が多く生
じ、表示品質が悪い等の欠点があった。

本発明は、この様な従来技術の欠点を改善するためにな
されたものであり、見かけのチルト角θａが大きく、透
過光量が多く、消光位での光学品質を向上した強誘電性
液晶素子を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］即ち、本発明は、対向して設けられた２極の電極基板間
に強誘電性液晶を挟持してなる液晶素子において、一方
の電極基板上に、有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成した配
向膜を設けてなることを特徴とする強誘電性液晶素子で
ある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の強誘電性液晶素子は、対向して設けられた２極
の電極基板の一方の電極基板上に、有機ｇ膜上にＳｉＯ
またはＷｏｌの斜方蒸着膜を形成した配向膜を設け、前
記２極の電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなるもの
である。

前記２極の電極基板上には配向膜が設けられているが、
その一方には上記の様に有機薄膜上にＳｉＯまたはＷＯ
３の斜方蒸着膜を形成してなるものであるが、他方の配
向膜は特に限定はないが、好ましくは下記に示す様に、 ■ラビング処理またはイオンビームエツチング処理等の
一軸性処理を施した有機薄膜上にＳｉＯまたはＷＯ３の
斜方蒸着膜を形成してなるもの■有機薄膜上にＳｉＯま
たはＷＯ３の斜方蒸着膜を形成してなるもの ■無機膜上にＳｉＯまたはＷＯ３の斜方蒸着膜を形成し
てなるもの ■無ａ膜からなるもの ■ＳｉＯまたはＷＯ３の斜方蒸着膜の上に有機薄膜を形
成してなるもの ■無方向性の有機薄膜からなるもの ■有機薄膜上をラビング処理もしくはイオンビームエツ
チング処理を施したもの ■ＩＴＯまたはＮＥＳＡ　　（酸化インジウム　Ｉｎ２
０ａ−ｘ）等の透明導電体からなるもの ■ＳｉＯまたはＷＯ３の斜方蒸着股上に有機薄膜を形成
し、該有機薄膜にラビング処理もしくはイオンビームエ
ツチング処理を施したもの等が挙げられる。

本発明において、配向膜の有機薄膜上に形成したＳｉＯ
またはＷＯ３の斜方蒸着膜の膜厚は通常１００〜６００
０人、好ましく　１０００〜２０００人が望ましい。

本発明における有機薄膜には、ポリイミド、ポリビニル
アルコール、ポリアクリロニトリル等が用いられ、その
膜厚は通常２０〜２０００人、好ましく２０〜５００人
が望ましい。また、有機薄膜に施すラビング処理もしく
はイオンビームエツチング処理は、特に限定することは
なく通常の方法で行なうことができる。なお、イオンビ
ームエツチング処理としては、例えば、ミラトロン社（
ＭＩＬＬＡＴＯＲＮ社）製のイオンビーム発生装置を用
い、３　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒの真空度にした後に、Ａ
ｒガスを導入して、２．１　Ｘ　１０−’ｔｏｒｒに安
定させ、イオン密度に関係するイオンソース電流を２０
０ｍＡ　、イオン速度と関係するアウト　プツト（ＯＵ
Ｔ　ＰＵＴ　）電圧を１ｋＶに設定して、イオンビーム
な２０ｍ５ｅｃだけ照射することによ゛り形成すること
ができる。イオンビームの基板法線に対する入射角は８
０．０°とする。

また、無ａＳにはＳｉＯ＊、　Ｔｊ０２．　Ｔａ２０ｇ
、　ｗＯｚまたはＡＲ２０３が用いられ、その膜厚は通
常４００〜２０００人、好ましく５００〜１０００人が
望ましい。

本発明において、２極の電極基板の一方の電極基板上に
設ける配向膜は、電極基板上に、有機薄膜を塗布して形
成した後、ＳｉＯまたはＷＯ３を斜方蒸着することによ
り容易に形成することができる。

［作用］本発明の強誘電性液晶素子は、対向して設けられた２極
の電極基板間に強誘電性液晶を挟持してなる液晶素子に
おいて、一方の電極基板上に、有機薄膜上にＳｉＯまた
は１０−Ｊの斜方蒸着膜を形成した配向膜を設けてなる
ので、その詳細は不明であるが、斜方蒸着膜の下の層の
特性により、見かけのチルト角Ｏａが大きく、透過光量
が多く、消光位でのもれ光を少なく、コントラストを高
くし、光学品質を向上することができる。

［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。

実施例１および比較例１第１図は本発明の強誘電性液晶素子の一実施例を示す断
面図である。同図に示す素子を下記の方法により作成し
た。

先ず、液晶を支持するガラス基板ｌの上に、　ＥＢ蒸着
法により膜厚約１０００人のＩＴＯ電極２をパターン形
成した０次いで、該ＩＴＯ電極２上にスパッタ法によっ
て膜厚約１０００人の５ｉ０２［３を形成した。

次に、前記ＳｉＯ□膜３上に、ポリイミド（５Ｐ−７１
０：東し社製）を２％ＤＭＡＣ溶液としてスピンナー塗
布した後、３００℃にて焼成し、膜厚約５００人の有機
薄膜４を形成した。該有機膜［４の上にＳｉＯの斜方蒸
着ｇｓを、４　ｘ　１Ｇ−’ｔｏｒｒ（７）圧力で、入
射角度８２°　（基板法線に対して）で、垂直方向の厚
み１２００人に蒸着して形成した。

この様にして得られた２枚の基板を基板への入射方向と
反対方向となる様に対向せしめて、シーリング部材６と
して、チッソ社製ＬＩＸＯＮ　ＢＯＮＤ１００２ＡＢを
使用し、セルギャップをコントロールする目的で、直径
的１ｐｍのＳｉｎ、の粒子をセル内に均一に散布し、上
下基板間隔を約１．１　ｇｔａになる様に貼り合せた０
強誘電性液晶７として、チッソ社製Ｃ５−１０１４をセ
ルに注入した。

このようにして作成したセルを等吉相まで昇温した後、
ｃｈ相→Ｓ■Ａ相→Ｓ■Ｃ１′相への相転移時に適度な
（〜ｌＯ℃／ｈｒ　）徐冷を行なうことによって、均一
な配向がセル全体において得られた。

この様にして得られた強誘電性液晶素子の配向状態を偏
光顕微鏡で観察した結果１通常のラビングセルで生じる
ようなジグザグ欠陥は生じなかった。また、ＳｉＯの斜
め蒸着により見られるような消光位方向のばらつきも認
められなかった。見かけのチルト角は１２．５＠であっ
た。

比較例１として、前記５ｉｎ２膜３上に形成した有機薄
膜４のポリイミド（５Ｐ−７１０：東し社製）をラビン
グ処理してからＳｉＯの斜方蒸着を行なったところ、ご
く細い５〜３０終■位のピッチで周期的な細い欠陥が認
められた。このようなごく細いピッチで形成される細い
欠陥は、ラビング処理の上にＳｉＯの斜め蒸着を行った
ために生じたものと思われる。

実施例１においては、上記の様な周期的な細い欠陥は無
くなっていた。なお、以下の実施例においても同様に欠
陥は無くなっていた。

なお、ＳｉＯの斜方蒸着膜として、膜厚６００〜１２０
０人、入射角度は７５＠〜８８＠で形成したものを用い
ても、上記とほぼ同様の結果が得られた。

実施例２実施例１における他方の配向膜の構成において、有機薄
膜をラビング等の処理による表面形状の処理を行ない、
ＳｉＯの斜方蒸着を行うことによって、より双安定な動
作を行なわせることがてきた。

これも、ラビングセルにおける欠陥、斜方蒸着セルにお
けるばらつきに関しては実施例１と同様に改善されてい
た。また、見かけのチルト角は１５＠であった。

実施例３実施例１において、他方の配向膜の構成を有機膜に替え
て、無機［ＳｉＯ，上にＳｉＯの斜方蒸着を行ったもの
は、均一性は劣るが見かけのチルト角が１５°と大きく
なり、透過光量が増加した。

実施例４実施例１において、他方の配向膜を次のように形成した
。

ＩＴＯ電極上にＳｉＯ□膜を形成し、その上にＳｉＯの
斜方蒸着膜を法線角度＝７５°で蒸着を行い、カラム長
約２０００人に形成し、その上層にポリイミド（５Ｐ−
７１０）の０．５％溶液ＤＭＡＣをスピンナーで３００
０ｒｐｍで塗布した。

不規則な欠陥のない配向が得られた。

実施例５実施例１において他方の配向膜を次のように形成した。

ＩＴＯ電極上に５ｉＯｚの１０００人のスパッタ膜を形
成し、その上にポリイミド（ＳＰ−７１０）の１０００
人の薄膜を形成した。

欠陥は存在するが、双安定性の良い配向が得られた。

実施例６実施例１において、基板の他方の配向膜を次のように形
成した。

ＩＴＯ電極上に５ｉｎ２の１０００人のスパッタ膜を形
成し、その上にＳｉｎ、　Ｗｏ、の斜方蒸着膜を形成し
、さらにその上にポリイミド（５Ｐ−７１０）の１００
０人の薄膜を形成し、その上をアセテート布でラビング
処理した。

その結果は均一配向が得られた。

実施例７実施例５において、ポリイミド（ＳＰ−７１０）上をラ
ビング処理（アセテート布）を行ったものを使用した。

双安定性がやや劣るが、均一配向性が増大した。

実施例８実施例１において、他方の配向膜を、配向処理を行わず
に、ＩＴＯ，ＮＥＳＡ等の透明電極基板で構成する場合
や、Ｓｉｎ、、　Ｔｉｅ、等の無機膜で構成した場合で
は欠陥は多いが、双安定性を有する配向状態であった。

上記の各実施例に示す様に、一方の電極基板上に形成し
た有機薄膜上にＳｉＯまたはＷＯｉの斜方蒸着膜に対し
て、他方の配向膜に用いる物質及びその処理の仕方によ
って、いずれのメリットが強調されるかが異なっている
ことが認められる。

［発明の効果］本発明によれば、強誘電性液晶配向膜として、一方の配
向膜にＳｉＯまたはＷＯ３等の斜方蒸着膜を用いて、他
方に有機、無機膜もしくはそのラビング膜等を用いるこ
とにより、見かけのチルト角θａが大きく、透過光量が
多く、消光位での光学品質を向上した強誘電性液晶素子
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の強誘電性液晶素子の一実施例を示す断
面図である。ｌ・・・ガラス基板　　　　２−ＩＴＯ電極３・”５ｉ
ｆｔ膜　　　　　　４・・・有機薄膜５−−−３ｉＯの
斜方蒸着膜　６・・・シーリング部材７・・・強誘電性
液晶

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対向して設けられた２極の電極基板間に強誘電性
液晶を挟持してなる液晶素子において、一方の電極基板
上に、有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成した配向膜を設け
てなることを特徴とする強誘電性液晶素子。
（２）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり、
他方はラビング処理またはイオンビームエッチング処理
の一軸性処理を施した有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成し
てなるもの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）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり、
他方も有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであ
る特許請求の範囲第１項記載の強誘電性液晶素子。
（４）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり、
他方は無機膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものである
特許請求の範囲第１項記載の強誘電性液晶素子。
（５）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり、
他方は無機膜である特許請求の範囲第１項記載の強誘電
性液晶素子。
（６）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり、
他方は斜方蒸着膜の上に有機薄膜を形成してなるもので
ある特許請求の範囲第１項記載の強誘電性液晶素子。
（７）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり、
他方は無方向性の有機薄膜である特許請求の範囲第１項
記載の強誘電性液晶素子。
（８）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり、
他方は有機薄膜上をラビング処理もしくはイオンビーム
エッチング処理を施したものである特許請求の範囲第１
項記載の強誘電性液晶素子。
（９）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一方
は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり、
他方は透明導電体である特許請求の範囲第１項記載の強
誘電性液晶素子。
（１０）対向して設けられた電極基板上の配向膜が、一
方は有機薄膜上に斜方蒸着膜を形成してなるものであり
、他方は斜方蒸着膜上に有機薄膜を形成し、該有機薄膜
にラビング処理もしくはイオンビームエッチング処理を
施したものである特許請求の範囲第１項記載の強誘電性
液晶素子。
（１１）有機薄膜が、ポリイミド、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリロニトリルである特許請求の範囲第１項
乃至第１０項のいずれかの項記載の強誘電性液晶素子。
（１２）無機膜がＳｉＯ＿２、ＴｉＯ＿２、Ｔａ＿２Ｏ
＿５、ＷＯ＿３またはＡｌ＿２Ｏ＿３である特許請求の
範囲第４項または第５項記載の強誘電性液晶素子。
（１３）前記一方の斜方蒸着膜がＳｉＯまたはＷＯ＿３
の斜方蒸着膜である特許請求の範囲第１項乃至第１０項
のいずれかの項記載の強誘電性液晶素子。
（１４）前記他方の斜方蒸着膜がＳｉＯまたはＷＯ＿３
の斜方蒸着膜である特許請求の範囲第２項、第３項、第
４項、第６項又は第１０項記載の強誘電性液晶素子。
（１５）前記透明導電体がＩＴＯまたはＮＥＳＡである
特許請求の範囲第９項記載の強誘電性液晶素子。