JPH06273801A

JPH06273801A - 液晶電気光学装置

Info

Publication number: JPH06273801A
Application number: JP8559993A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Konuma; 利光小沼; Takeshi Nishi; 毅西
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】強誘電性液晶をスイッチングする際の反電場
の発生や影響を排除し、高性能な液晶電気光学装置を提
供する。【構成】ネマチック相を経由するスメクチック液晶
を用い、電極または電極上の絶縁性無機膜に直接ラビン
グ処理を施し、従来必要不可欠であったポリイミド等の
有機配向膜を用いない、あるいは一方の基板側のみに用
いることで、良好な一軸配向を呈しつつ反電場の影響を
除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スメクチック液晶を用
いた液晶電気光学装置さらにはその応用製品に使用され
るものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶を用いた表示ディスプレイは、時計
のような簡単な情報の表示から、壁掛けテレビの高速な
大容量の情報表示に至るまで様々な分野に利用されてい
る。

【０００３】液晶ディスプレイのなかでも、特に広範に
用いられているのはネマチック液晶であり、ツイステッ
ドネマチック（ＴＮと呼ぶ）液晶やスーパーツイステッ
ドネマチック（ＳＴＮと呼ぶ）液晶のモードで利用され
ている。これらは液晶分子の誘電率の異方性と液晶に印
加される実効値電圧の２乗の積に従って動作し、その応
答速度は１から２００ｍ秒と遅いものとなっている。

【０００４】一方、基板間距離を数μｍと小さくして液
晶のらせん構造がほどけた状態で使用する、いわゆる表
面安定化型の強誘電性液晶は、スメクチック相の一状態
が使用され、ネマチック液晶とは異なった動作モードを
示す。

【０００５】強誘電性液晶ディスプレイの一般的な構造
について図１に記述する。ガラス等の絶縁性基板１１
０、１１１上にＩＴＯ（酸化インジューム・ズズ）等の
電極１１２、１１３を設け、その上に液晶をある一定の
向きに配列させる為の配向膜１１４、１１５が形成され
ている。配向膜は、通常、ポリイミド、ナイロン等の有
機高分子薄膜を布で擦ってラビング処理を施した、有機
配向膜が最も広く利用されている。この様な配向膜を両
基板上または一方の基板上のみに設ける。図１にはラビ
ング処理を施した配向膜の、液晶分子を一様な方向に配
列させる為の溝１１７を模式的に記述した。この基板は
一定の直径を有したスペーサーを介して所定の間隔に保
たれ、シール部１１６により固定されている。

【０００６】この基板間に液晶１１８が満たされ、電極
と外部信号を接続して液晶を動作させる。強誘電性液晶
がＯＮ状態とＯＦＦ状態の２つの状態の何れを示すか
は、印加電界の方向に対し液晶の有する自発分極の方向
が反平行になるため一義的に決定される。従って、一般
的に強誘電性液晶が示す２つの状態間はエネルギー的に
等価であり、何れから何れへのスイッチングでも高速に
応答を行うことができる。その時間は１から２００μ秒
程度であり、先に説明したネマチック液晶のそれに比べ
て約３桁程高速になる。

【０００７】また、電界によって選択された強誘電性液
晶の自発分極の方向は、電界を除去した後でも、その状
態を変化させずに保つことが出来る。これを、メモリー
性を有していると呼ぶ。この様な特性を有した液晶であ
る為に透光性電極をパターニングした基板で挟持された
単純マトリクスディスプレイで高性能な表示を行う事が
出来るし、さらに表示画素に金属−絶縁膜−金属（ＭＩ
Ｍと呼ぶ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴと呼ぶ）を設け
て一層高度な表示を行うこともできる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】先にも述べたように、
強誘電性液晶の自発分極の向きは外部から印加される電
界方向によって決められ、かつその状態は電界を取り去
った後にも保持される。つまり、液晶の自発分極は上下
いずれかの電極方向に必ず向いている。さらに自発分極
は電荷量であるために電極間には常に電位差が生じてい
る。

【０００９】しかし実際には電極間に発生する電位差の
減少や不安定をまねく様々な現象が発生する。その一つ
として、有機配向膜の分極による反電場がある。

【００１０】図２に強誘電性液晶ディスプレイの電流−
電圧特性について示した。この測定は一対の絶縁性の内
側面に電極と電極上の有機配向膜を形成し、強誘電性液
晶を狭持した液晶セルに±２０Ｖ、５Ｈｚの三角波を印
加したときのものである。図２によると信号印加に伴っ
て２種類のピークが測定される。第１ピーク１００は液
晶の自発分極が印加信号にしたがって反転する時に流れ
る電流であり強誘電性液晶の特徴的な特性である。この
ピーク面積から電荷量を求めてその２分の１を計算し、
さらに単位面積当たりに換算したものを通常自発分極の
値として用いている。

【００１１】つぎに発生するのが第２ピーク１０１であ
り、液晶の自発分極の反転が終了しようとする近辺から
生じるものである。これが前述の反電場に伴う余分な電
流で、これにより光学応答の飽和が遅れたり、またこの
第２ピークの大きさによって第１ピークの位置がメモリ
ー性を低下させる方に変化し、ひいてはディスプレイと
してのコントラスト比の低下をまねいていた。さらに液
晶に電界を印加し液晶を反転させる時には、液晶のみだ
けでなく反電場も反転させる必要があり、その結果応答
速度を遅くしていた。

【００１２】また、薄膜トランジスタによる駆動では、
液晶のスイッチングのための電荷は極短時間に一定の量
しか供給されないため、その供給された電荷量でもって
液晶を十分にスイッチングさせなければ高コントラスト
比は得られない。そのためには、供給された電荷の、液
晶の反転以外に余分に消費される量をいかに少なくでき
るかということが重要である。しかし従来は反電場によ
る余分な電荷消費があったため、液晶の反転が不十分と
なり、コントラスト比の低下をもたらしていた。さらに
このような液晶を十分に反転させるためには多くの電荷
を供給しなければならず、使用する薄膜トランジスタは
大電流を流せる高価かつ高性能なものを用いる必要があ
り、消費電力の増大、コストの向上を引き起こしてい
た。また電荷の供給に必要な時間も長くなり低速化をも
たらしていた。そのためにも第２ピークとして現れる余
分な電荷消費の低減が望まれていた。

【００１３】これらの問題を解決するために、配向膜を
薄くしたり、配向膜と電極の間に高誘電率を有する無機
膜を入れたりすることで反電場による液晶への影響を排
除しようとする試みもなされてきたが、大きく改善をす
るには至らなかった。

【００１４】本発明は強誘電性液晶を駆動する際の反電
場の発生や影響を排除し、高性能な液晶電気光学装置を
提供するものである。

【００１５】

【問題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の構成として、本発明の第１の発明は、相対向する一対
の絶縁性基板の間に、ネマチック相を経由するスメクチ
ック液晶を有する液晶電気光学装置であって、前記一対
の基板のそれぞれの内側表面に、ラビング処理を施した
電極を有することを特徴とする液晶電気光学装置であ
る。

【００１６】第２の発明は、相対向する一対の絶縁性基
板の間に、ネマチック相を経由するスメクチック液晶を
有する液晶電気光学装置であって、前記一対の基板のそ
れぞれの内側表面に、ラビング処理を施した、表面にカ
ップリング剤を有する電極を有することを特徴とする液
晶電気光学装置である。

【００１７】第３の発明は、相対向する一対の絶縁性基
板の間に、ネマチック相を経由するスメクチック液晶を
有する液晶電気光学装置であって、前記一対の基板のう
ち一方の基板の内側表面には、電極と該電極上のラビン
グ処理を施した配向膜を有し、他方の基板の内側表面に
は、ラビング処理を施した電極を有することを特徴とす
る液晶電気光学装置である。

【００１８】第４の発明は、相対向する一対の絶縁性基
板の間に、ネマチック相を経由するスメクチック液晶を
有する液晶電気光学装置であって、前記一対の基板のそ
れぞれの内側表面に、電極と該電極上のラビング処理を
施した絶縁性無機膜を有していることを特徴とする液晶
電気光学装置である。

【００１９】また本発明は、上記それぞれの構成におい
て、一対の基板のうちの一方の基板の電極は複数の画素
電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トランジスタに接
続していることを特徴とする液晶電気光学装置である。

【００２０】本発明は、ネマチック相を経由するスメク
チック液晶を用い、電極または電極上の絶縁性無機膜に
直接ラビング処理を施し、従来必要不可欠であったポリ
イミド等の有機配向膜を用いない、あるいは一方の基板
側のみに用いることで、上記問題を解決したものであ
る。

【００２１】

【作用】本発明の最も基本的な構成である第１の発明を
概念的に表したものを図３に示す。図３に示すように絶
縁性基板上１２０、１２１の電極１２２、１２３上にラ
ビング処理を直接に施し、この基板間にネマチック相を
経由するスメクチック液晶を挟持している。

【００２２】強誘電性液晶ディスプレイで反電場の影響
の少ないディスプレイを作製するときには通常ポリイミ
ド等の有機配向膜の厚みを薄くし、膜の影響を少なくす
ると言った手法が取られる。しかし配向膜が存在するた
めに、どうしても反電場による悪影響が発生してしまっ
ていた。液晶を配向させるためには配向膜は必要不可欠
であったためである。

【００２３】しかし本発明者らは、配向膜を用いずに電
極を直接ラビング処理すると、良好な配向状態が得られ
かつ反電場の影響がない良好な特性の液晶電気光学装置
を作ることができることを発見した。

【００２４】本発明の液晶電気光学装置による電流─電
圧特性を図４に示すが、図に示したように反電場による
第２ピークが殆ど存在しない。また電流方向において２
つの第１ピークが重なる領域が極めて少なく、良好なメ
モリー性を有していることを示している。

【００２５】ここで問題となるのは、ポリイミドなどの
有機配向膜がなくても液晶の良好な配向が可能かという
事である。ここで先ず重要となるのが、液晶の相系列の
選択である。本発明においては、高温部での等方相の次
に、配向性の良いネマチック相を経由する相系列の液晶
を選択する必要がある。すなわち、等方相から直接に、
分子長軸を配向軸方向にそろえかつ層構造を形成しない
ネマチック相を経由するものがよい。このネマチック相
はコレステリック相と同義であり、表面安定化型の状態
においてネマチック相の振る舞いを示す。等方相から直
接にスメクチックＡ相、スメクチックＣ^*の様な秩序性
の高い相が来るような材料は望ましくない。この様な液
晶ではある程度の液晶分子の方向性は得られるものの良
好な配向にはならない。

【００２６】また、電極に対しラビングを行う時の強度
については通常のラビング密度と比較して強めが良い。
ラビング密度Ｒは、通常下の式で表せる。Ｒ＝ｎ（Ｍ×ｄ×π±Ｖ）／Ｖｎ：回数、Ｍ：ロール回転数（回／秒）、ｄ：ロー
ルの直径（ｍｍ）Ｖ：テーブル移動速度（ｍｍ／秒）ＴＮ液晶を用いた液晶電気光学装置の場合Ｒは１００〜
３００であり、高プレチルト角配向膜の場合２００〜１
０００となるのが通常である。本発明の場合、ラビング
密度が２００〜２００００が良いようであった。このよ
うな処理を電極に施したディスプレイにおいてネマチッ
ク相を持つ強誘電性液晶は良好な配向を呈する。ネマチ
ック液晶についても同様である。また通常、ポリイミド
膜等の柔らかい有機配向膜において、ラビング密度が高
すぎた場合に配向膜がはがれてしまうことがあるが、本
発明においては配向膜自体がないためそのようなことは
ない。

【００２７】また、例えば電極に透光性電極であるＩＴ
Ｏを用いて直接にラビング処理を行い、電極表面を電子
顕微鏡で観察したところ、ＩＴＯの結晶粒が５０〜１０
００Åの大きさに観察されるだけであり、ラビングによ
る一様な方向性を示す傷や付着物を認める事は出来なか
った。

【００２８】また、光電子分光法（ＥＳＣＡ）で基板表
面を測定するとラビング処理を施した方がカーボン量の
増加が観察できるため、ラビング布の繊維成分が何らか
の形で転写した事も考えられる。図３にはそれを模式的
な溝１２５として示した。しかしながら、何が原因で液
晶が配列する力を持つかと言うことに関しては、まだ未
知の点が多く残っている。従って、ここでは良好な配向
を示すと言う事実のみを提示するにとどめる。

【００２９】次に第２の発明について説明する。塗布等
により電極表面上にカップリング剤を層状に有せしめ、
この電極に対してラビング処理を施し、基板間にネマチ
ック相を経由するスメクチック液晶を挟持すると、カッ
プリング剤は通常疎水性を有しており、液晶分子はその
上で垂直に配列しようとする。さらにこれをラビング処
理すると基板面上に液晶分子を平行配向をする成分を与
えることになり、液晶分子はあるプレチルト角（基板面
に対する液晶分子の角度）を持った状態となる。この時
のプレチルト角は１〜１０°となる。カップリング剤は
一分子、一分子が基板に吸着しているだけで絶縁抵抗の
非常に小さな層にしかなっておらず、反電場の発生はな
く、良好な配向と特性を示す。

【００３０】次に第３の発明について説明する。一方の
基板の内側表面に、電極と該電極上のラビング処理を施
した一般的な配向膜を有し、他方の基板の内側表面に、
配向膜を形成せずに電極にラビング処理を施してある。
すなわち一方の基板側の電極上のみに有機配向膜を備え
ている。

【００３１】両方の基板上に有機配向膜を形成すると配
向膜の絶縁性により反電場の影響が非常に出やすい。一
方のみに配向膜を形成すれば当然その影響が少ないので
あるが、その場合にネマチック相を通過する液晶を配列
させることは非常に困難であった。この理由は、液晶は
ネマチック相の時にコレステリック液晶としての性質を
有している為に、液晶分子が基板間隔方向に旋回する性
質を持っている為であり、このままでは良好な配向並び
に高いコントラストは得られない。この性質を改めるた
めには２枚の基板面に共に配向性を持たせる必要があっ
た。

【００３２】そこで本発明のように配向膜の無い方の電
極面に対してラビング処理を施すと一軸配向性もよく、
かつ反電場の影響も小さくすることができた。また配向
膜の無い電極面上にカップリング剤の層を有せしめ、ラ
ビング処理を行うことで、双方の基板における液晶分子
のプレチルト角をそろえることができた。

【００３３】次に第４の発明について説明する。絶縁性
の無機膜を電極上に形成するといままで述べたものとは
別の特徴が出てくる。絶縁性の無機膜は誘電率の高い膜
が多く、高い誘電率の無機膜を電極上に形成することで
反電場が極めて小さくなり液晶のスイッチングに対する
悪影響を除去することができる。その効果が十分得られ
る誘電率はポリイミド等の有機配向膜の３〜４倍の８以
上であり、その値を有する無機膜としては、アルミナ、
酸化チタン、酸化タンタル、酸化タングステン、チタン
酸バリウム、酸化チタンを含んだ珪酸ガラスなどがあ
る。また絶縁性の無機膜は有機膜に比べて固く、絶縁性
に優れている為に、液晶ディスプレイのショート防止膜
になる。

【００３４】電極上の無機膜を設けてもその上に有機配
向膜を必要とした従来の液晶電気光学装置では、配向膜
による反電場の影響を避けることは困難であったが、本
発明においては、配向膜を形成せず、電極上に無機膜を
形成し、これにラビング処理を施すことで、良好な一軸
配向を呈し、かつ反電場の影響を除去できた。

【００３５】上記のような本発明の構成により、従来問
題となっていた配向膜による反電場の影響を除去して第
２ピークの発生を防ぎ、メモリー性を向上させ、高速か
つ高コントラスト比とすることができた。

【００３６】また上記のそれぞれの構成において、一方
の基板の電極を複数の画素電極とし、各画素のスイッチ
ングを薄膜トランジスタで行うようにした、薄膜トラン
ジスタ駆動型の液晶電気光学装置においては、供給され
る電荷量の反電場による無駄な消費を排除することがで
き、その結果安価なＴＦＴの少ない電荷の供給量でも電
極間の液晶を充分に反転でき、コントラスト比の向上、
高速化、低消費電力化、低コスト化をもたらすことがで
きた。以下に実施例を示す。

【００３７】

【実施例】

〔実施例１〕

【００３８】本実施例においては電極に対し直接ラビン
グ処理を施した液晶電気光学装置について記述する。ま
ずモニター実験を行い、発明の効果を見た。比較例を含
めて両基板が以下の４種の構造有する実験用セルを作製
しそれぞれ測定した。本発明のＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）の
パラレルラビング（両基板においてラビング方向が平
行）セルＩＴＯ上の東レ製ポリイミドＬＰ−６４（２００Å）
のパラレルラビングセルＩＴＯ上の日産化学製酸化珪素Ａ２０１４（３００
Å）と東レ製ポリイミドＬＰ−６４（２００Å）の積層
のパラレルラビングセルＩＴＯ上の日産化学製ポリイミドＲＮ３０５（ＬＰ−
６４より高い誘電率を有する）（２００Å）のパラレル
ラビングセル

【００３９】〜の全てのセルは、一対の透光性絶縁
基板である青板ガラス基板の内側に２６mm²の面積の一
対の透光性電極を、ＤＣスパッタ法にてＩＴＯを１００
０Åの厚さに形成した。シート抵抗は２０Ω／□であっ
た。のセルにおいては、配向膜、または酸化珪素
膜と配向膜をＩＴＯ上に形成するが、それぞれの膜はす
べてスピンコート法により、２０秒間、回転数４０００
ｒｐｍで塗布した後、２８０℃、２．５時間焼成を行っ
た。

【００４０】次に電極および配向膜上面をラビング処理
した。ラビング装置はロール直径が１３０ｍｍ、回転数
が９００ｒｐｍ、テーブル移動速度は２０ｍｍ／秒、ラ
ビング回数は１回。ラビング布としてチャージノン（旭
化成製）を利用した。ラビング密度は約３００であっ
た。

【００４１】その後スペーサとエポキシ樹脂のシール材
により基板間距離（ここでは液晶層の厚さ）を１．５μ
ｍとして、両基板におけるラビング方向が平行となるよ
うに固定した。液晶材料としてチッソ製ＣＳ１０１４を
注入した。相系列は、等方相−ネマチック相−スメクチ
ックＡ相−スメクチックＣ^*相、室温における自発分極
の大きさは、約６ｎＣ／cm²であった。

【００４２】まず各セルの第２ピークを測定するため
に、各セルの画素容量に１００ＫΩの抵抗を直列に接続
し、±３０Ｖ、５Ｈｚの三角波を印加して抵抗端の電圧
をオシロスコープにより測定することで、第２ピークの
電流値をそれぞれのセルにおいて求めた。

【００４３】次に各セルに±２０Ｖ、パルス幅２００μ
秒のパルス信号をパルス間隔５０ｍ秒で印加してコント
ラスト比を測定して、単純マトリクス型液晶電気光学装
置としてのメモリー性の測定を行った。

【００４４】次にこれらのセルにＦＥＴを接続して駆動
してＴＦＴ駆動したときの様子をシミュレートし、残留
電圧とコントラスト比を測定した。残留電圧とコントラ
スト比の測定系を図５（Ａ）、各箇所の信号波形を図５
（Ｂ）に示す。図５（Ａ）において薄膜トランジスタの
ソース部１５１には駆動の信号が入り、ゲート１５２が
選択されている時のみ画素にソース信号１５６（図５
（Ｂ））が入る。ゲートがオフの状態ではソースとドレ
イン部１５３の間の抵抗は非常に高い状態であり、画素
容量１５５に注入された電荷はトランジスタを介しては
逃げないようになっている。この場合に電位すなわち残
留電圧が下がるのは画素容量内部で電荷が消費されると
きだけである（図５（Ｂ）１５９）。消費が無ければ電
荷は保たれ電位が減衰する事はない（図５（Ｂ）１５
８）。望ましい特性は画素電位が減衰せずに一定に保た
れていることであることは言うまでもない。この電位を
電圧計１５４にて測定する。

【００４５】印加している電圧は±１４Ｖであり、ゲー
トＯＮの時間は１μ秒であり、コントラストの測定は、
ゲートがＯＮされてから１秒後の状態でのコントラスト
比と画素の残留電圧として測定した。

【００４６】以上の測定の結果を表１に示す。なお第２
ピークの高さは、第２ピーク頂点の電流値から、容量と
抵抗成分に起因する電流値を引いた数値で示している。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１に示した様に第２ピークが小さいほ
ど、パルス印加によるコントラスト比、ＦＥＴ駆動時の
コントラスト比および残留電圧が良い特性が得られる傾
向を示した。そして、本発明のＩＴＯのみのパラレルラ
ビングセルの電流─電圧特性は図４に示した通り第２
ピークはほとんど発生せず、測定した４つのセルの中で
本発明のセルが全ての測定項目において最も良い特性を
示した。それに対し、他の３つのセルはいずれも第２ピ
ークが観測され、測定結果も本発明のセル程の良好な結
果が得られたものはなかった。これらの結果から、本発
明の構造は単純マトリクス型およびＴＦＴ駆動型の液晶
電気光学装置においても、反電場による余分な電荷の消
費を防ぎ、高いメモリー性、高コントラスト比、高速、
低消費電力、低コストの液晶電気光学装置とすることが
できることがわかった。

【００４９】この結果を受けて、本発明構成を有する液
晶電気光学装置を作製した。図３に基づいて説明する。
絶縁性基板として青板ガラス１２０、１２１を用い、そ
の上にＤＣスパッタ法や電子ビーム蒸着法でＩＴＯを透
光性電極として形成した。膜圧は５００〜１２００Åこ
こでは１０００Å、シート抵抗は１０〜２００Ω／□こ
こでは２０Ω／□であった。これを通常のフォトリソ法
でマトリックス状の電極パターンに加工した。

【００５０】次にこの電極をラビング処理した。ラビン
グ装置はロール直径が１３０ｍｍ、回転数が９００ｒｐ
ｍ、テーブル移動速度は２０ｍｍ／秒、ラビング回数１
回であった。ラビング布としては、綿、レーヨン、ナイ
ロン製のベルベット生地、チャージノン（旭化成製）な
どがあるがここではチャージノンを利用した。ラビング
密度は約３００であった。基板の一方にはエポキシ樹脂
をシール剤１２４として印刷し、他方の基板上には１．
５〜２．５μｍのスペーサ（図示せず）を散布し、両基
板におけるラビング方向が平行となるようにパラレルセ
ルとしてスペーサーで決まるところの所定の間隔ここで
は１．５μｍに配置して固定した。液晶材料１２６とし
ては実験用セルと同じくチッソ製ＣＳ１０１４を使用し
た。

【００５１】ディスプレイを偏光顕微鏡下で配向状態を
観察すると、ネマチック相及びスメクチックＡ相では良
好な消光位を示した。スメクチックＣ^*相では通常のジ
グザグ欠陥と２つの状態のドメインを観察する事が出来
た。偏光板や周辺回路等を取付けて出来上がった装置は
高いメモリー性を示し、応答速度も速く、高性能なもの
であった。

【００５２】また、一方の基板表面の複数の画素にＴＦ
Ｔが接続されたＴＦＴ駆動型液晶電気光学装置を、単純
マトリクス型と同じように配向膜を形成せずに電極上に
ラビング処理を施したものを作製したところ、コントラ
スト比の高い優れた装置とすることができ、かつ高速で
低消費電力、低コストなものとすることができた。

【００５３】このように本発明の透光性電極を直接ラビ
ングする液晶電気光学装置は、単純マトリクス型におい
てもＴＦＴ駆動型であっても、従来の配向膜を用いたも
のと比較して優れた液晶電気光学装置とすることができ
た。

【００５４】〔実施例２〕カップリング剤を用いた液晶
電気光学装置に関する実施例について記述する。実施例
１と同様に実験用セルをまず作製した。カップリング剤
として大日本インキ製Ｓｕｒｆｉｎｅ１５０を純粋に１
％溶解させ、透光性電極（ＩＴＯ、１０００Å）が形成
された青板ガラス基板をカップリング剤溶液に１分間浸
漬した。この時に超音波を印加すると一層効果的であ
る。この基板を直立にし、余分な溶液を除去した後、１
２０℃３０〜６０分加熱した。電極面をラビング処理
し、ラビング方向が一致するように２枚の基板を重ねて
基板間距離２．５μｍの実験用セルを作製した。この基
板間に液晶材料チッソ製ＣＳ１０１４を注入し、偏光顕
微鏡で上でコントラスト比を測定した。パルス印加によ
るコントラスト比の測定（実施例１と同じ条件）ではコ
ントラスト比は１２であり、メモリー性は良好であっ
た。

【００５５】一方、同セルのＦＦＴ駆動でのコントラス
ト比は約３３であり、ＴＦＴで駆動しても高性能が得ら
れることがわかった。双方において電圧−電流特性で第
２ピークは発生しなかった。ここでプレチルト角を測定
してみた。先程の液晶材料の代わりにネマチック液晶メ
ルク製ＺＬＩ２２９３を前記セルに注入してプレチルト
角をクリスタルローテーション法で測定した。プレチル
ト角は約５°であった。本実施例の構成で単純マトリク
ス型とＴＦＴ駆動型の液晶電気光学装置を作製したこと
ろ、共に実験用セルと同様に、極めて高性能な装置とす
ることができた。

【００５６】〔実施例３〕まずモニター実験をするた
め、実験用セルを作製した。ＩＴＯ付基板上の一方の内
側面に有機配向膜として東レ製ＬＰ−６４を塗布し２０
０Å厚の配向膜とし、ラビング処理を行った。もう一方
の基板として、ＩＴＯ付基板に特に処理を施すことなく
前記基板と対向させたものと、ＩＴＯ付基板にラビング
処理を施した基板と前記基板とを対向させたものの２種
類を作製した。基板間距離は２．５μｍ、用いた液晶は
チッソ製ＣＳ１０１４であった。

【００５７】ＩＴＯ上のラビング処理なしのセルでは液
晶分子の一軸配向性に乏しく良好な配向とはいえなかっ
た。実施例１と同様なパルス印加によるメモリー性の測
定においては、コントラスト比が４、ＦＥＴ駆動による
測定においてはコントラスト比は６であった。一方ＩＴ
Ｏ上をもラビングした本発明のセルは、良好な一軸配向
となり、コントラスト比は実施例１と同じ条件によるパ
ルス印加測定では１８、ＦＥＴ駆動による測定において
はコントラスト比は約３５であった。本実施例の構成で
単純マトリクス型とＴＦＴ駆動型の液晶電気光学装置を
作製したことろ、実験用セルと同様な、極めて高性能な
装置とすることができた。

【００５８】〔実施例４〕２枚のＩＴＯ付基板の上に日
産化学製ＡＴ９０２をスピンコート法やオフセット法で
で塗布し、３００℃で焼成して約３００Åの酸化珪素膜
を絶縁性無機膜として形成した。この膜の誘電率は約２
０である。この膜の表面をラビング処理し、ラビング方
向が平行になるように張り合わせて基板間隔２．５μｍ
の実験用セルを作製した。これにチッソ製ＣＳ１０１４
を注入し、コントラスト比の測定を行った。

【００５９】パルス印加による測定ではコントラスト比
１４であった。ＦＥＴ駆動による測定ではコントラスト
比は約３０であった。顕微鏡で観察すると良好に一軸配
向していた。プレチルト角は約０．８°であった。電流
−電圧特性を評価しても第２ピークは観察されなかっ
た。この構成で単純マトリクス型とＴＦＴ駆動型の液晶
電気光学装置を作製したところ、実験と同じく良好な特
性が得られた。

【００６０】

【発明の効果】本発明により、反電場による余分な電荷
消費を防ぐことができ、良好なメモリー性、高コントラ
スト比、高速のディスプレイを実現する事ができた。ま
た、薄膜トランジスタを設けた液晶セルに本発明を適用
して駆動すると、高速、高コントラスト比、低消費電
力、低コストの高性能なディスプレイを実現することが
出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の液晶セルの構造を示す。

【図２】従来の液晶セルの電流─電圧特性を示す。

【図３】本発明の液晶セルの構造の一例を示す。

【図４】本発明の液晶セルの電流─電圧特性の測定例を
示す。

【図５】薄膜トランジスタ駆動の測定例を示す。

【符号の説明】

１００第１ピーク１０１第２ピーク１２０、１２１絶縁性基板１２２、１２３電極１２４シール材１２５ラビング処理後の状態をあらわす模式的な溝１２６液晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】相対向する一対の絶縁性基板の間に、ネ
マチック相を経由するスメクチック液晶を有する液晶電
気光学装置であって、前記一対の基板のそれぞれの内側
表面に、ラビング処理を施した電極を有することを特徴
とする液晶電気光学装置。
【請求項２】一対の基板のうちの一方の基板の電極は
複数の画素電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トラン
ジスタに接続していることを特徴とする請求項１に記載
の液晶電気光学装置。
【請求項３】相対向する一対の絶縁性基板の間に、ネ
マチック相を経由するスメクチック液晶を有する液晶電
気光学装置であって、前記一対の基板のそれぞれの内側
表面に、ラビング処理を施した、表面にカップリング剤
を有する電極を有することを特徴とする液晶電気光学装
置。
【請求項４】一対の基板のうちの一方の基板の電極は
複数の画素電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トラン
ジスタに接続していることを特徴とする請求項３に記載
の液晶電気光学装置。
【請求項５】相対向する一対の絶縁性基板の間に、ネ
マチック相を経由するスメクチック液晶を有する液晶電
気光学装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板
の内側表面には、電極と該電極上のラビング処理を施し
た配向膜を有し、他方の基板の内側表面には、ラビング
処理を施した電極を有することを特徴とする液晶電気光
学装置。
【請求項６】一対の基板のうちの一方の基板の電極は
複数の画素電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トラン
ジスタに接続していることを特徴とする請求項５に記載
の液晶電気光学装置。
【請求項７】相対向する一対の絶縁性基板の間に、ネ
マチック相を経由するスメクチック液晶を有する液晶電
気光学装置であって、前記一対の基板のそれぞれの内側
表面に、電極と該電極上のラビング処理を施した絶縁性
無機膜を有していることを特徴とする液晶電気光学装
置。
【請求項８】一対の基板のうちの一方の基板の電極は
複数の画素電極よりなり、各々の画素電極は薄膜トラン
ジスタに接続していることを特徴とする請求項７に記載
の液晶電気光学装置。