JPH0588154A - 強誘電液晶素子 - Google Patents

強誘電液晶素子

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JPH0588154A
JPH0588154A JP3276293A JP27629391A JPH0588154A JP H0588154 A JPH0588154 A JP H0588154A JP 3276293 A JP3276293 A JP 3276293A JP 27629391 A JP27629391 A JP 27629391A JP H0588154 A JPH0588154 A JP H0588154A
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JP
Japan
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liquid crystal
cell
ferroelectric liquid
substrates
electrode
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JP3276293A
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Kazuya Ishiwatari
和也 石渡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶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,12
a,11b,12bからなる層と絶縁層13a,13b
と配向膜14a,14b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の画素間17に前記表示電極
よりも高さの高い壁18を設けたことを特徴とする。

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2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2および図3を用いて詳しく
説明する。図3(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3(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3
(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3(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3
(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3
(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の高い壁を設
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。
【0018】壁はFLC分子の移動を抑制する目的で設
けられるため、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。この高さが(表示
電極の高さ+0.4μm)よりも低いとFLCの移動を
防ぐことができない。該高さは、液晶分子の移動を抑制
するだけなら高ければ高い程良く、該壁の上方の配向膜
表面が対向基板に接すれば完全に長距離に渡る移動を抑
えることができる。しかし、この場合にはセル化すると
言う点から重大な欠陥が生じる。すなわち、FLCを注
入する工程でFLCをセル全体に渡って均一に注入、充
填できなくなる点である。将来、現行の真空注入方式が
全く別の、例えば印刷技術と貼合わせ技術の大きな進歩
が可能とならない限り、基板表面が対向基板に接するよ
うな壁を設けることは実際上、極めて不都合である。そ
こで、現行技術で効率良く注入できる間隔を研究した結
果、0.2μm以上離れていれば良いことがわかった。
以上のことから、本発明においては機能とセル化技術の
整合性のある範囲として、壁の高さを表示電極より0.
4μm以上高い高さ以上で、両基板の表面間が0.2μ
m以上離れる距離を望ましい範囲とした。
【0019】上記構成により、FLCの移動を防止する
ことができる。
【0020】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
【0021】図1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において、1a,1bは
ガラス基板、11a,11bはガラス基板上にスパッタ
法でストライプ状に形成された約150nmのITOパ
ターンからなる透明電極(表示電極)、12a,12b
はITOパターン上の少なくとも一部にスパッタ法で形
成された約100〜200nmの金属補助電極(Alま
たはMo等)、13a,13bは電極上に形成された約
200nmの絶縁膜(Ta25 等)、14a,14b
はFLCを配向させるための約20nmの配向膜、15
は均一なセルギャップを得るためのギャップ材(SiO
2)、16はFLC材料、17は画素間、18は本発明
の特徴とする画素間に形成された壁を示す。上記に示し
た材料および膜厚などの値は、数ある組合わせの一例で
あって、特に該数値例に限られるものではない。
【0022】18で示した壁を耐熱性の優れた感光性ポ
リイミド・ポリアミドを用い、表示電極のITO膜より
も、0.4μm高く(すなわちガラス面から0.55μ
mの高さ)、画素間17に沿って形成した。耐熱性の優
れた材料を用いた理由は、配向膜を高温で(250℃以
上)形成した方が、FLCの配向が優れているためであ
る。
【0023】上記のITOパターン、金属補助電極およ
び配向膜を形成された基板1a,1bを、セルギャップ
が画素内で1.3μmになるように対向させ、FLCを
注入した液晶表示素子を作製して駆動したところ、50
0時間経過してもセル厚が変化することなく、表示品位
の良い素子となった。
【0024】
【他の実施例】実施例1と同等の構成において、セルギ
ャップを1.5μmとした。画素間に設けた壁はその上
方の配向膜表面の対向基板表面からの距離が0.2μm
となるように予め高さを設定した。
【0025】このセルは実施例1のセルに比べ、FLC
を注入する時間は長くかかった(2日ほど)が、注入欠
陥はなく、また、該セルを駆動しても、1000時間経
過してもセル厚が変化することなく、表示品位の良い素
子となった。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素間にFLCの移動を防止する壁を設けることによ
り、FLC表示素子の信頼性の欠点であったセル厚変化
を防ぐ効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 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である。
【図2】 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3】 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、17:画素間、18:
FLC移動防止壁、31:ガラス基板、32:ITOス
トライプ電極、33:SiO2 絶縁膜、34:ポリイミ
ド配向膜、35:シール部材、36:液晶。

Claims (2)

    【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の高い壁を設けたこ
    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以上高く、かつ前記両電極基
    板の表面間の間隔が前記壁の上方で少なくとも0.2μ
    m以上離れていることを特徴とする請求項1に記載した
    強誘電液晶素子。
JP3276293A 1991-09-30 1991-09-30 強誘電液晶素子 Pending JPH0588154A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8344700B2 (en) 2008-03-03 2013-01-01 Panasonic Corporation Charging method and charger
US9583959B2 (en) 2010-10-12 2017-02-28 Nec Corporation Charging apparatus

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