JPH024226A

JPH024226A - 液晶素子の製造方法

Info

Publication number: JPH024226A
Application number: JP15545388A
Authority: JP
Inventors: Yukio Haniyu; 由紀夫羽生; Osamu Taniguchi; 修谷口; Toshiharu Uchiumi; 俊治内海
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1990-01-09
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JP2603303B2

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】〔発明の分野〕本発明は液晶表示素子や液晶−光シャッタ等で用いる液
晶素子、特に強誘電性液晶を用いた液晶素子に関し、更
に詳しくは、衝撃等の耐久性に優れた強誘電性液晶素子
に関するものである。

〔従来の技術〕

強誘電性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）及びラガーウオール（Ｌａｇｅ
ｒｗａｌｌ）により提案されている（特開昭５６−１０
７２１６）号公報、米国特許第４３６７９２４号明細書
等）。この強誘電性液晶は、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”）又はＨ相（
ＳｍＨ”）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。

強誘電性液晶素子が上述の様な高速応答性と記憶性をも
つためには、らせん配列構造が抑制されたカイラルスメ
クチック相を生じさせる垂直分子層が面内において整然
と一方向に配列していることが必要である。この整然と
面内において一方向に配列した複数の垂直分子層の配向
状態が衝撃等の外部応力が印加された時に、破壊又はみ
だれを生じ、いわゆるサンデッド・テクスチャが発生す
る問題点があった。

そこで、本発明者らは、Ａ５判サイズ以上の大型液晶セ
ルの耐衝撃性を向上させる上で、セル内に一対の基板間
を接着する接着体をスペーサ材となるシリカビーズやア
ルミナビーズなどの硬質体とに配置することによって、
上述の問題点を解決することを試みた。

ところが、本発明者らの実験によれば、一対の基板間を
接着体によって固定した上述のセル内に、等刃組の強誘
電性液晶化合物を完全に注入し、その後カイラルスメク
チック相まで冷却することによって作製した液晶セルを
一対のクロスニコル偏光子で挾持し、セル面を観察する
と、目視によって識別す条ことができるジグザグ状又は
波状ラインを生じる問題点があった。このジグザグ状又
は波状ラインは、表示品位を低下させる問題点を惹起す
るものである。

かかるジグザグ状又は波状ラインは、セル内に完全注入
された等刃組又はコレステリック相の状態から冷却によ
ってスメクチックＡ相又はカイラルスメクチック相に相
転移する際の体積収縮した体積分がカイラルスメクチッ
ク液晶中にジグザグ状又は波状の空隙ラインを生じさせ
ることに原因している。このジグザグ状又は波状の空隙
ラインは、クロスニコルの偏光子によって目視される。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、前述の問題点を解決した強誘電性液晶
素子を提供することにある。

本発明の別の目的は、耐衝撃性と表示品位を同時に向上
させた強誘電性液晶素子を提供することにある。

本発明者らは、上述の目的に沿って実験を繰返し行った
ところ、前述のジグザグ状又は波状ラインの発生と接着
体の分布状態との間で相関性があることを見い出し、本
発明を達成したものである。

すなわち、本発明は、間隔を置いて配置した一対の基板
、該一対の基板間に配置した強誘電性液晶及び該一対の
基板間を接着する接着体を有する強誘電性液晶素子にお
いて、前記接着体が前記基板の内面に分布され、該接着
体の１個当りの平均接着面積を１．２５　Ｘ　１０−”
ｍ　ｒｄ以下、該接着体の分布密度を１００個／ｍｒｒ
？以下、好ましくは５０個／ｍｍ２以下、及び該接着体
の総接着面積をｓＡ（ｍ％）とし、表示部面積を５ｓ（
ｒｎｒ＋？）とした時、（ＳＡ／５ｓ）Ｘ１００％を２
．５ＸＩＯ−”〜１．Ｑ％とした強誘電性液晶素子に特
徴を有している。

〔発明の態様の詳細な説明〕

第１回（Ａ）は、本発明の強誘電性液晶セル１０１の断
面図である。強誘電性液晶セル１０１は、一対の基板１
０２と１０３　（ガラス、プラスチック）との間に強誘
電性液晶１０４、スペーサとに機能する硬質体１０５　
（ガラスファイバ、アルミナビーズ、シリカビーズ、ア
ルミナビーズ）及び基板１０２と１０３とを接着する接
着体１０６が配置されている。

基板１０２と１０３の内面には、それぞれ透明電極１０
７と１０８、透明誘電体膜１０９と１１０及び配向制御
膜１１１と１１２が設けられている。この配向制御膜１
１１と１１２のうち何れか一方を省略することも可能で
ある。

強誘電性液晶１０４としては、例えば米国特許第４５６
１７２６号公報、同第４５８９９９６号公報、同第４５
９２８５８号公報、同第４６１４６０９号公報などに開
示された液晶を用いることができ、その配向状態として
は米国特許第４５６３０５９号公報、同第４７１２８７
３号公報に開示された抑制又は消失したらせん配列構造
を用いることができる。

第２図は、カイラルスメクチックの液晶がバルク状態下
で固有に存在しているらせん配列構造を消失させた時の
双安定配向状態を表わしている。この双安定配向状態は
゛、一対の基板２０１と２０２との間隔をらせん配列構
造が消失〜させるのに十分に小さい距離（１０μｍ以下
）に保持させることによって発言し、無電界時において
液晶分子は、何れか一方の安定状態に配向した液晶分子
２０３Ａと２０３Ｂとして保持される。又、本発明では
、無電界時において液晶分子２０３が基板２０１と２０
２に対してプレチルト角をもって配向した配向状態を用
いることも可能である。第２図中の２０４は複数の液晶
分子で組織した垂直分子層を表わし、図中の矢標は双極
子モーメントの方向を表わしている。

又、本発明で用いる接着体１０６は、接着性エポキシ樹
脂粒子（粒径ｌ〜５０μｍ）を予め何れか一方の基板上
に散布し、２枚の基板を重ね合せた後、加熱処理を付与
することによって得られる。又、硬質体１０５は、接着
性エポキシ樹脂粒子とともに予め基板上に散布されるの
が好ましい。この際、硬質体１０５の直径は、一対の基
板１０２と１０３との距離を保持するもので、一般には
１−１０μｍとされる。

かかる強誘電性液晶セル１０１は、一対の偏光子１１３
と１１４によって、その配向状態の変化が光学的に識別
される。

第１図（Ｂ）は、強誘電性液晶セル１０１の平面図で、
一対に基板１０２と１０３をシーリングするシーリング
部材１１５が注入口１１６を除いて配置され、そのシー
リング部材１１５の内側を表示部１】７として利用する
。

配向制御膜１１１と１１２としては、ポリビニルアルコ
ール、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイ
ミド、ポリパラキシレリン、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリビニルアセクール、ポリ塩化ビニル、ポリ
アミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン樹脂
、ユリア樹脂やアクリル樹脂などの有機絶縁物質の膜に
一軸性配向処理（例えば、ラビング処理）を付与したも
のを用いることができ、透明誘電体膜１０９と１１０と
じては、−酸化硅素、二酸化硅素、酸化アルミニウム、
ジルコニア、フッ化マグネシウム、酸化セリウム、フッ
化セリウム、シリコン窒化物、シリコン炭化物、ホウ酸
窒化物などの無機絶縁物質の膜を用いることができる。

配向制御膜１１１と１１２は一般に５０人〜１．０００
人の膜厚とすることができ、透明誘電体膜１０９と１１
０は、一般に１００人〜３，０００人とすることができ
る。

以下、本発明を具体的な実施例及び比較例を挙げて説明
する。

実施例１２枚の１　、１　ｍ　ｍ厚のガラス板を用意し、それぞ
れのガラス板上にＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサ
イド）の透明ストライプ電極を形成し、その上に透明誘
電体膜としてＳｉＯ２を１．０００人厚セスパッタ法に
より製膜した。

このＳｉＯｚ上にポリイミド形成液である５Ｐ７１０（
東し社製）４重量％Ｎ−メチルピロリドン／　ｎ　−ブ
チルセロリング（２：１．）溶液を印刷法により塗布し
、３００℃で焼成することにより、ｓｏｏ人厚０ポリイ
ミド配向制御膜を形成した。この焼成後の被膜には、ア
セテート植毛布によるラビング処理を施した。その後、
１枚の基板には、ノードソン静電散布方式により、平均
粒径５μのエポキシ樹脂接着粒子（商品名：トレバール
；東し社製）を分布密度３０個／　ｍ　ｒｄになるよう
に散布した。もう１枚の基板には、平均粒径】、５μｍ
のシリカマイクロビーズをノードソン静電散布方式で分
布密度２００個／　ｍ　ｒｄで散布した。次いで、シー
リング部材１１５として液状接着剤（商品名ニストラク
トボンド；三井東圧社製）を４μｍの膜厚で印刷塗布し
た。次いで、２枚のガラス板をはり合わせ、７０℃の温
度下で４ｋｇ／ｃｒｒｒの圧力を５分間印加することに
よって圧着し、さらに１５０℃の温度下で１ｋｇ／ｃＩ
Ｔ１′の圧力を加えながら、２時間かけて２種の接着剤
を硬化し、セルを作製した。この時の接着粒子による接
着体１個当りの平均接着面積は、５　Ｘ　１０−’ｍｒ
ｄであった。その後、液晶セル内を１０−’まで、減圧
にし、強誘電性液晶としてチッソ社製のＣ３１０１４（
商品名）を９０°Ｃ（等刃組）で注入した。その後、コ
レステリック相とスメクチックＡ相を通してカイラルス
メクチックＣ相を生じる２５℃に冷却した。

この液晶セールに対して、落下耐久試験機（吉日精機社
製、ＤＴ−５０）を用いて衝撃耐久試験を行った。試験
は落下衝撃２０ＧからＩＯＧずつ増加していった。前記
の液晶素子の配向は８０Ｇの落下衝撃を与えても配向が
劣化しなかった。

実施例２〜９実施例１で用いた粒子状接着剤に代えて、凸版印刷版に
より基板面内にＵＶ（紫外線）接着剤（商品名：ＸＬＣ
−１；脇立化学製）を３μｍ厚の２８　μｍ径ドツトで
下記表１に示す分布密度で印刷した。この際、シール剤
も同様のＵＶ接着剤を用いた。但し、シール剤は４μｍ
の膜厚で印刷した。しかる後に、実施例１と同様に２枚
のガラスを重ね合せ、ＵＶ照射により上下基板を接着し
た。

以上の操作以外は、実施例１と同様の方法で素子を作製
し、同様の衝撃耐久試験を行った、この結果を表１に示
す（表中の「ＦＬＣＪは「強誘電性液晶」である）。

比較例１〜４実施例１で用いた接着剤粒子の１個当りの平均接着面積
と分布密度を表２に示した以外は同様の方法でＦＬＣセ
ルを作成し、同様の衝撃耐久試験を行った。その結果を
表２に示す。

比較例５実施例２で用いたＵＶ接着剤の分布密度を表２に示した
以外は同様の方法でＦＬＣセルを作成し、同様の衝撃耐
久試験を行った。その結果を表２に示す。

以上の実施例１〜１０及び比較例１〜５で作成したＦＬ
Ｃセルに一対のクロスニコル偏光子で挾持シ、パネルの
状態を目視観察したところ、比較例１〜５のセルには目
視によって明らかに判別できるジグザグ状及び波状の黒
色ラインが多数見られた。これに対し、実施例１−１０
のセルには、比較例で目視された黒色ラインは全（生じ
ていなかった。又、比較例３と４のセルは、衝撃試験で
サンデッド・テクスチャが発生していた。

第３図は、実施例１〜１０及び比較例１〜５で得た実験
データを基にして作成した図である。第３図中の「画質
不良」領域とは、上述のジグザグ状及び波状黒色ライン
を生じている領域、「注入不良」とは、空セル内にＦＬ
Ｃが完全注入されない領域を表わしている。

本発明の好ましい具体例では、接着体１０６の１個当り
の平均接着面積を１．２５Ｘ　１０＝ｍ　ｒｄ以下、そ
の分布密度を１００個／　ｍ　ｒｄ以下、分布密度Ｘと
１個当りの平均接着面積（ｙ）との積を２．５ＸＩＯ−
’〜ｌ　Ｘ　１０−”、言い換えれば表示部面積Ｓｓ（
ｍｍ２）に対する接着体の総接着面積Ｓ　Ｂ　（ｍ　ｒ
ｒ？　）の割合（ＳＡ／５ｓ）Ｘ１００％を２．５Ｘ１
０＝〜１．０％に設定される。特に、好ましい具体例で
は、接着体１０６の分布密度を５０個／ｍｍ２以下に設
定することができる。

図中の○と・は実測値で、・は本実施例のもので、Ｏは
本発明外のものである。

又、接着体１個当りの平均接着面積は、約２００個の接
着体について測定した平均値であり、接着体の分布密度
は２００ポイントについて測定した平均値である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、衝撃によるサンデッド・テクスチャの
発生を防止することができ、同時に表示品位を低下させ
るジグザグ状又は波状の黒色ラインの発生を抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】第１図（Ａ）は、本発明の強誘電性液晶素子の断面図で
、第１図（Ｂ）はその平面図である。第２図は、本発明
で用いた強誘電性液晶分子の配向状態を模式的に表わし
た斜視図である。第３図は、接着体１個当りの平均接着
面積と分布密度との関係を表わした特性図である。弔２図特３′［庁長官　　吉　１）文　毅　　殿１．！ｌ＄イ
１１の表示昭和６３年特許願第１５５４５３２、発明の名称強誘電性液晶素子３、補正をする名７Σ 住名所称事件との関係　　　　　特許出願人東京都大田区下丸子３−３Ｏ−２（１００）　　キャノン株式会社代表者　山　路　敬　三４、代理人５、補正の対象明細書６、補正の内容（１）本願明細書第１２頁の「第１表」及び第１４頁の
「第２表」を別紙のとおり訂正する。居所

Claims

【特許請求の範囲】

（１）間隔を置いて配置した一対の基板、該一対の基板
間に配置した強誘電性液晶及び該一対の基板間を接着す
る接着体を有する強誘電性液晶素子において、前記接着
体が前記基板の内面に分布され、該接着体の１個当りの
平均接着面積を１．２５×１０＾−＾３ｍｍ＾２以下、
該接着体の分布密度を１００個／ｍｍ＾２以下及び該接
着体の総接着面積をＳ＿Ａ（ｍｍ＾２）とし、表示部面
積をＳ＿Ｂ（ｍｍ＾２）とした時、（Ｓ＿Ａ／Ｓ＿Ｂ）
×１００％を２．５×１０＾−＾２〜１．０％としたこ
とを特徴とする強誘電性液晶素子。
（２）前記接着体の分布密度を５０個／ｍｍ＾２以下と
した請求項（１）の強誘電性液晶素子。
（３）前記一対の基板間に非接着体を配置した請求項（
１）の強誘電性液晶素子。
（４）前記非接着体が粒状又はファイバー状硬質体であ
る請求項（３）の強誘電性液晶素子。
（５）前記一対の基板の間隔が前記強誘電性液晶のらせ
ん配列構造を抑制するのに十分に小さい距離に設定され
ている請求項（１）の強誘電性液晶素子。
（６）前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板に
、配向制御膜が配置されている請求項（１）の強誘電性
液晶素子。