JPH05100219A - 強誘電液晶素子 - Google Patents

強誘電液晶素子

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JPH05100219A
JPH05100219A JP29036091A JP29036091A JPH05100219A JP H05100219 A JPH05100219 A JP H05100219A JP 29036091 A JP29036091 A JP 29036091A JP 29036091 A JP29036091 A JP 29036091A JP H05100219 A JPH05100219 A JP H05100219A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
substrates
wall
ferroelectric liquid
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Pending
Application number
JP29036091A
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English (en)
Inventor
Kazuya Ishiwatari
和也 石渡
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10Geothermal energy

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示素子の液晶駆動時にセル内での液晶
分子の移動を抑え、表示品質を向上させる。 【構成】 複数の平行な帯状の表示電極11a,11b
からなる層と絶縁層13a,13bと配向膜14a,1
4bとの少なくとも3つの層を表面に有する一対の電極
基板1a,1bを対向させ、両基板間に強誘電液晶16
を封入した液晶表示素子において、少なくとも一方の電
極基板1aの画素間17aに前記電極11aよりも高さ
が高くかつ画素間17aの長手方向でに分割された壁を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電液晶を用いた表
示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】強誘電液晶を用いた表示素子に関して
は、特開昭61−94023号公報などに示されている
ように、1ミクロンから3ミクロン位のセルギャップを
保って2枚の内面に透明電極を形成し配向処理を施した
ガラス基板を向かい合わせて構成した液晶セルに、強誘
電液晶を注入したものが知られている。
【0003】強誘電液晶を用いた上記表示素子の特徴
は、強誘電液晶が自発分極を持つことにより外部電界と
自発分極の結合力をスイッチングに使えることと、強誘
電液晶分子の長軸方向が自発分極の分極方向と1対1に
対応しているため外部電界の極性によってスイッチング
できることである。
【0004】強誘電液晶は、一般にカイラル・スメクチ
ック液晶(SmC*.SmH*)を用いるので、バルク
状態では液晶分子長軸がねじれた配向を示すが、上述の
1ミクロンから3ミクロン位のセルギャップのセルにい
れることによって液晶分子長軸のねじれを解消すること
ができる(P213−P234 N.A.LARKet
al,MCLC,1983,Vol 94)。
【0005】実際の強誘電液晶セルの構成は、図4に示
すような単純マトリックス基板を用いていた。同図にお
いて、31はガラス基板、32はITOのストライプ状
表示電極、33はSiO2 の絶縁膜、34はポリイミド
の配向膜、35はシール部材、36は強誘電液晶であ
る。強誘電液晶は以下FLCという。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のセル構成を用い
た場合には、液晶セルの耐久性に次のような問題点があ
った。
【0007】すなわち、FLC分子はマトリックス駆動
時の非選択信号によってもある程度動くことが知られて
いる。これは、非選択信号を印加した画素の光学応答を
取ると印加パルスと同期して光量に変動を生じているこ
となどからも明らかである。いわゆるスプレイ配向(上
下基板間で分子長軸の角度に大きくねじれのある配向)
では、このような分子のゆらぎは、それによって分子の
安定位置が変化(スイッチング)することがなければ表
示内容を保持できるので、若干のコントラストの低下以
外には問題とはならなかった。ところが、上下基板間で
の分子長軸方向の角度の変化の比較的少ない配向(以下
ユニホーム配向という)のセルにおいては、液晶分子が
電圧(例えば非選択信号)の印加によって層内を移動す
るという現象が見られる。
【0008】この現象を図4および図5を用いて詳しく
説明する。図5(a)は電圧印加前のセル状態、(b)
は電圧印加後のセル状態を示す。FLC36は表面に配
向膜34を形成されたガラス基板31間においてシール
部材35内に封止される。配向膜34としてはポリイミ
ド薄膜を用い、ラビング方向は図5(a)、(b)とも
に下から上に向かって上下基板とも平行に行なってい
る。このような処理を行なうと、スメクチック層は図5
(c)に示すようにラビング方向と直交した方向に生成
される。
【0009】セル厚をらせんピッチを解除できる位に充
分に薄くした場合において、FLC分子は2つの安定状
態を取り得るが、その内の1つの状態にセル内の全分子
の方向を揃えておく。
【0010】この状態を+θの状態(図5(d))とす
ると、層法線に対してほぼ対称に−θの位置に他の安定
状態が存在する。
【0011】この状態(+θ)下でセル全面に電界(例
えば、10Hz、±8Vの矩形波)を印加すると、液晶
分子は+θの層法線に対する傾きを保ったまま図5
(a)中の点Aから点Bの方向へ層内を移動し始める。
【0012】その結果、電圧印加を長時間続けると図5
(b)に示すように、A端には液晶のない部分Eを生じ
セル厚はB部の方がA部より厚くなる。このような現象
は、液晶分子が−θの状態にある場合にはB端からA端
に向って層内を液晶が移動してE部のような液晶のない
空隙部がB端に生じる。
【0013】このような現象は20時間〜50時間とい
う比較的短い時間に生じる。E部のような電気光学的に
コントロールのできない部分の存在が表示品質上望まし
くないのはもちろんのこと、A部とB部のセル厚が時間
によって変化するのでは液晶パネル全体の駆動制御が難
しく、FLCを用いた光学素子としては大きな問題とな
っていた。
【0014】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなさ
れたものであって、液晶駆動時にセル内での液晶分子の
移動を抑え、表示品質を向上させた液晶表示素子の提供
を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明によれば、複数の平行な帯状の表示電極から
なる層と絶縁層と配向膜との少なくとも3つの層を表面
に有する一対の電極基板を対向させ、両基板間に強誘電
液晶を封入した液晶表示素子において、少なくとも一方
の電極基板の画素間に前記電極よりも高さが高くかつ画
素間の長手方向に分割された壁を設けたことを特徴とす
る。
【0016】ここで画素間とは、液晶層の上下、少なく
とも一方に表示電極がない部分を呼び画素内とは液晶層
の上下に表示電極のある部分を言う。
【0017】
【作用】すなわち、本発明は、画素内における液晶分子
の移動を他の画素へ拡大させないために、画素間に壁を
設け、液晶分子の移動を防止しようとするものである。
さらに、壁を分割し、注入時の液晶の入りやすさを考慮
し、しかもセルギャップを制御しやすくしている。
【0018】壁はFLC分子の移動を抑制する目的で設
けられる。このためには、壁を表示電極(透明電極、例
えばITO膜など)よりも高く設定する必要がある。こ
の高さの差が0.4μmよりも小さいとFLCの移動を
防ぐことができない。
【0019】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明する。
【0020】図1および図2は、本発明の一実施例に係
る強誘電液晶表示素子の構成を示す。図1は断面図を示
し、画素間に壁を設けている。図1において、1a,1
bはガラス基板、11a,11bは透明電極(表示電
極)、12a,12bは金属補助電極、13a,13b
は絶縁膜、14a,14bは配向膜、15はギャップ
材、16はFLC材料、17a,17bは画素間、18
a,18bはFLC移動防止用の壁である。図2は平面
図であり、画素間17a,17bと壁18a,18bを
強調して示してある。図1、図2共に、両基板1a,1
bに壁を設けている。FLC16の移動による欠陥はラ
ビングに対して垂直な方向に発生するため、ラビングが
電極11a(11b)に対して平行、もしくは垂直にな
されている場合、上記の欠陥を防止するための壁はラビ
ング方向と平行に設ければ良いことになる。しかし、よ
り効率的にFLCの移動を抑え込むにためは、ラビング
方向と垂直方向にも壁を設置しておくことが好ましい。
また、壁を設けた後のFLCの注入やセルギャップ制御
を考慮すると、壁の設置される面積はなるべく小さい方
が好ましい。本発明を実施するに当たっての予備検討に
おいては、両基板の画素間すべてに壁を設けた場合、F
LCの注入は不完全であり、なおかつ、壁の高さによっ
て、セルギャップが影響を受けることもわかった。上記
検討結果に鑑み、少なくとも両基板に壁が設けてあると
きは、壁が交差する部分は共に壁を無くすことが必要で
ある。壁の長さに関しては、画素電極の半分であっても
効果があることがわかった。一方、壁が片側の基板にの
み形成されている場合でも、注入とセルギャップへの影
響を極力抑えるためには、画素間部分または対向の補助
電極12a(12b)と交差する部分を分割することが
好ましい。
【0021】以下に具体的に本発明の実施例を説明す
る。図1のガラス基板1aの上にITO膜をスパッタ法
で1500Å形成し、その上にMo膜をスパッタ法で1
500Å形成する。次に、フォトリソ工程を通しITO
ストライプ電極のマスクを用いて上記ITO膜とMo膜
をエッチングしパターニングする。これにより、同じパ
ターンのITO膜とMo膜が形成される。この基板上に
ネガ型感光性ポリアミド(またはポリイミド)を800
0Å塗布し、この基板1bを被露光基板として対向基板
1bの画素間17bに対する領域を遮光するマスクを用
い、被露光基板1aを裏面から露光する。これを現像液
を用いてパターニングすると、図2のように、対向基板
1bの画素間17bに対向する部分で分割された壁18
aが画素間17aに形成された片側基板1aが得られ
る。この基板1aをフォトリソ工程を通してMo膜をパ
ターニングし、補助電極12aを形成する。さらに、こ
の上に絶縁層13aおよび配向膜層14aを形成し、配
向膜層14aをラビングする。対向基板1b側も同様に
形成し、セルギャップが1.2μmとなるようにギャッ
プ材15を散布して貼り合わせ、FLC16を注入し、
注入口を封口してパネルを製作した。
【0022】このようにして製作したパネルは、注入欠
陥も、注入に時間がかかるというプロセス欠陥も無く、
またセルギャップの制御も容易であった。また、このパ
ネルを実装し駆動したところ、1000時間以上、欠陥
は見られなかった。
【0023】
【他の実施例】図3のガラス基板1aの上にITO膜を
スパッタ法で1500Å形成し、その上にMo膜をスパ
ッタ法で1500Å形成する。次に、フォトリソ工程を
通しITOストライプ電極のマスクを用いて上記ITO
膜とMo膜をエッチングしパターニングする。これによ
り、同じパターンのITO膜とMo膜が形成される。こ
の基板上にネガ型感光性ポリアミド(またはポリイミ
ド)を8000Å塗布し、この基板1aを被露光基板と
して対向基板1bの画素間17bおよび金属電極12b
に対する領域を遮光するマスクを用い、被露光基板1a
を裏面から露光する。これを現像液を用いてパターニン
グすると、図3のような、対向基板1bの画素間17b
および金属電極12bに対向する部分で分割された壁1
8aが画素間(不図示)に形成された片側基板1aが得
られる。この基板1aをフォトリソ工程を通してMo膜
をパターニングし、補助電極12aを形成する。さら
に、この上に絶縁層13aおよび配向膜層14aを形成
し、配向膜層14aをラビングする。対向基板側1b側
は壁を除いて同様に形成し、セルギャップが1.1μm
となるようにギャップ材15を散布して貼り合わせ、F
LC16を注入し、封口してパネルを製作した。
【0024】このようにして製作したパネルは、注入欠
陥も、注入に時間がかかるというプロセス欠陥も無く、
またセルギャップの制御も容易であった。また、このパ
ネルを実装し駆動したところ、1000時間以上、欠陥
は見られなかった。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも一方の基板の画素間に分割された壁を設ける
ことにより、FLCの駆動時の移動を防止することがで
き、しかも注入不良がなく、注入速度を速めることがで
き、かつセルギャップ制御が容易であるという効果が実
現される。
【図面の簡単な説明】
【図1,図2】 本発明の一実施例に係る強誘電液晶表
示素子の構成を示す断面図および平面図である。
【図3】 本発明の他の実施例に係る強誘電液晶表示素
子の構成を示す断面図である。
【図4】 従来の液晶セルの断面図および電極パターン
図である。
【図5】 従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1a,1b:ガラス基板、11a,11b:透明電極
(表示電極)、12a,12b:金属補助電極、13
a,13b:絶縁膜、14a,14b:配向膜、15:
ギャップ材、16:FLC材料、17a,17b:画素
間、18a,18b:FLC移動防止壁、31:ガラス
基板、32:ITOストライプ電極、33:SiO2
縁膜、34:ポリイミド配向膜、35:シール部材、3
6:液晶。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の平行な帯状の表示電極からなる層
    と絶縁層と配向膜との少なくとも3つの層を表面に有す
    る一対の電極基板を対向させ、両基板間に強誘電液晶を
    封入した液晶表示素子において、少なくとも一方の電極
    基板の画素間に前記電極よりも高さが高くかつ画素間の
    長手方向に分割された壁を設けたことを特徴とする強誘
    電液晶素子。
  2. 【請求項2】 前記壁が前記両基板に設けられており、
    かつ両基板の壁が互いに交差する部分で分割されている
    請求項1に記載した強誘電液晶素子。
  3. 【請求項3】 前記壁の高さが、前記表示電極の高さよ
    りも少なくとも0.4μm以上高いことを特徴とする請
    求項1に記載した強誘電液晶素子。
JP29036091A 1991-10-11 1991-10-11 強誘電液晶素子 Pending JPH05100219A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6760089B1 (en) 1999-03-11 2004-07-06 Nec Lcd Technologies Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6760089B1 (en) 1999-03-11 2004-07-06 Nec Lcd Technologies Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
US6954250B2 (en) 1999-03-11 2005-10-11 Nec Lcd Technologies, Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof

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