JPH06289407A

JPH06289407A - 双安定性液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JPH06289407A
Application number: JP7817893A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamagishi; 慎治山岸; Kazuhiko Tsuda; 和彦津田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1993-04-05
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【構成】一対の基板上に電極が形成され、その電極上
に配向膜が形成され、両基板のそれぞれの配向膜の蒸着
方向が互いに異なるようにして基板がほぼ平行になるよ
うに対向して配置され、これら基板間にカイラル剤が添
加されたネマチック液晶を介在させて液晶セルが形成さ
れ、前記電極に選択的に電圧を印加して液晶の光軸を切
り替えるスイッチングの手段が形成された双安定性液晶
表示装置の製造方法において、上方又は下方基板のどち
らか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマチ
ック液晶を注入することを特徴とする双安定性液晶表示
装置の製造方法。【効果】液晶注入時の流れの影響を受けず、一様に安
定なネマチック液晶分子の配向を得ることができ、二つ
の安定なネマチック液晶分子の配向状態を双安定性スイ
ッチングさせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、双安定性液晶表示装置
の製造方法に関し、より詳細には、ネマチック液晶を双
安定スイッチングさせることができる双安定性液晶表示
装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】これま
でに、液晶を用いた表示方式には、液晶に対して印加さ
れた電気信号を光情報に変換する方式によりＤＳ（dyna
mic scattering) 方式、ＴＮ（twistednematic)方式、
ＥＣＢ（electrically controlled birefringence)方
式、ＰＣ（phase change）方式、記憶形方式、ＧＨ（gu
est-host）方式、ＳＳＦ（surfacestabirized felo-ele
ctric）方式等が考えられている。

【０００３】その中で現在、時計、電卓、ワープロ、パ
ソコン、テレビ等の商品において表示素子として用いら
れている方式は、主にネマチック液晶を用いたＴＮ方式
とその改良型のＳＴＮ方式である。しかし、ＴＮ方式や
ＳＴＮ方式は、その動作原理が液晶分子の誘導異方性を
利用する電界効果型であるために、応答速度がmsecのオ
ーダでしかなく、より高速な応答速度が求められるＣＡ
Ｄ端末等に用いるのには、現状のネマチック液晶との組
み合わせでは応答速度が不十分である。また、その電気
光学効果が、液晶分子のねじれのあるホモジニアスな配
向状態と液晶分子の基板面に対し起きあがった状態の２
つの状態間のスイッチングに起因するために、液晶分子
のねじれの方向に対する視角依存性が原理上回避できな
い。

【０００４】これらに対して、高速な応答速度を有する
液晶素子として、クラーク（N. A.Clark)とラガバル（L
agerwall)によって提唱されている表面安定化強誘電性
液晶素子（Surface Stabilized Felo-electric Liquid
Crystal Display, ＳＳＦＬＣＤ）(Appl. Phy. Lett.,
36, 899 (1980)；特開昭56-107216号公報；米国特許第
4366924号)がある。

【０００５】ＳＳＦＬＣＤは、スメクチック液晶の持つ
自発分極の極性と電界の極性の電気的な相互作用を利用
して液晶分子の運動し得るコーン上でスイッチングを行
う素子であるために、ネマチック液晶に比べて極めて高
速なスイッチングが可能であり、かつ視角依存がないと
いう利点を有している。しかしながらその反面、スメク
チック液晶が層構造をとるために配向制御が難しく、衝
撃等によって一度壊れた配向が回復しにくい等の問題点
が残されている。

【０００６】また、以上の方法に対し、ジョルジュ．デ
ュランによって、電極が形成された二つの透明基板から
なり、その基板の間にネマチック液晶が注入されている
双安定性液晶光学素子（国際公開番号WO 92/00546号)が
提唱されている。ジョルジュ．デュランは、ネマチック
液晶を用いた双安定性液晶表示素子を２種類提唱してい
る。

【０００７】１つは、カイラルイオンを駆動トルクに用
いるものであり（国際公開番号WO 91/11747号)、右巻き
及び左巻き両方のカイラルイオンを液晶に混合し、電圧
によってイオン分布に片寄りをつくりだし、これを駆動
トルクとするものである。この方式は、ＳＳＦＬＣＤと
同様に、パルス電界の印加によって基板面に平行に液晶
分子をスイッチングさせることが可能である。しかしな
がら、この方式は不純物であるイオンを駆動トルクに用
いるため、信頼性の面で本質的に大きな問題がある。

【０００８】いま１つは、フレクソ分極をトルクに用い
るものであり、これは、配向膜としてＳｉＯ斜め蒸着膜
を用い、膜条件を選択することによって、ネマチック液
晶が２つの方向に安定配向を示すことを利用するもので
ある。この方式は、配向歪によるフレクソ分極を駆動ト
ルクとするため、不純物等の問題も生じず、高い信頼性
が見込まれる。また、この方式もＳＳＦＬＣＤと同様
に、パルス電界の印加によって基板面に平行に液晶分子
をスイッチングさせることが可能であり、その応答速度
は１００μsec 程度で、液晶分子が基板面に平行にスイ
ッチングするために視角依存性もない。更に、ネマチッ
ク液晶を用いるため、ＳＳＦＬＣＤにおいて問題となっ
ている配向制御の問題もなく、動作温度範囲も十分広く
とることができる。

【０００９】ジョルジュ．デュランによって報告されて
いる（９１年、ＳＩＤ予稿集 PP606〜607, Appl. Phys.
Lett. 60(9), 2 March 1992 pp1085〜1086)ネマチック
双安定性液晶表示素子の構成は、図１に示されるような
ものである。図１中、１は基板（ガラス基板）、２はネ
マチック液晶層、３は電極（透明電極）、４は配向膜
（ＳｉＯ配向膜）、５はスペーサーである。

【００１０】また、９１年、ＳＩＤ予稿集には、ネマチ
ック双安定性液晶表示素子の詳細として以下のことが報
告されている。まず、ＳｉＯ配向膜の蒸着角が基板放線
より７４°、ＳｉＯ配向膜の膜厚が３０オングストロー
ムであり、スペーサーの直径は１〜３μｍ程度である。
ジョルジュ．デュランの報告によれば、このような条件
で、液晶分子の配向方向は図５に示すようになり、Ｓｉ
Ｏ蒸着方向と垂直かつ基板面に平行な方向Ｃの配向が安
定となる。しかしながら、界面のアンカリングエネルギ
ーが弱いため、カイラル剤の添加によってツイストパワ
ーを加えると基板面からθ°ティルトして、また、その
基板面に投影した方向が、ＳｉＯ蒸着方向からα°及び
−α°傾いた方向Ａ及びＢの配向が発現する。

【００１１】次に、ジョルジュ．デュランによって報告
された内容を図６に基づいて説明する。図６、ａ及びｂ
は、ＳｉＯ蒸着方向と液晶分子配向の安定しうる方向を
示したものである。図６、ａ及びｂ中、破線矢印はＳｉ
Ｏ蒸着方向、〜及び’〜’は上下基板表面での
液晶分子配向の安定しうる方向を示している。図６、ａ
及びｂは、ＳｉＯ斜方蒸着膜を配向膜とし、上下基板に
おけるＳｉＯ蒸着方向を、基板断面方向に対して平行
（パラレル）又は反平行（アンチパラレル）から４５°
回転させた（ねじれ）方向としたものである。また、使
用する液晶材料には、液晶単体で上下基板間で２２．５
°ねじれるべくカイラル剤を添加したものを用いる。
尚、カイラル剤の効果によるねじれ方向は、上下基板間
のＳｉＯ蒸着方向のねじれ方向と反対方向とする。この
ような条件により、カイラル剤の効果で安定に存在でき
る液晶分子配向が制限され、図６中、液晶分子は、−
’及び−’の２つの組み合わせが安定となる。図
７、ｃ及びｄは、液晶セルの断面における液晶分子の配
向を示しており、図７、ｃは図６の−’、図７、ｄ
は図６の−’の配向に対応している。

【００１２】しかしながら、上記図６、ａのＳｉＯ斜方
蒸着基板にネマチック液晶を注入する際、図３の矢印
ｅ、ｅ’又は矢印ｆ、ｆ’以外の方向にネマチック液晶
が流入すると安定な液晶分子配向をとらない。例えば、
図６、ａのような配向をとるように表面配向処理を施し
た上下基板からなる液晶セルに、ネマチック液晶を図９
の基板の上側又は下側（図９の太線矢印）から注入した
とき、図６、ａの及び’は液晶の流入方向に対して
流れの影響により図９のような配向状態になる。

【００１３】その結果、図６、ａにおける−’及び
−’のスプレイ配向を得ることができず、安定して
双安定性スイッチングさせることができない。図６、ｂ
においても同様である。ジョルジュ．デュランの報告で
は、その報告されているネマチック双安定性液晶表示素
子は画素中の一部がスイッチングしたにすぎず、一様に
安定なスイッチングは得られていない。この理由とし
て、注入時の流れの影響が考えられる。

【００１４】従来、液晶セルに液晶を注入する方法とし
ては、例えば真空注入法により、基板の下方に注入孔を
設けて、その一か所から液晶を注入する方法が一般的に
用いられており、液晶分子の配向方向を考慮して液晶を
注入する方法は用いられていない。従って、液晶分子は
液晶注入時の流れの影響を受け、一様に安定した配向に
ならないという問題がある。また、プレチルト角をつけ
ることを目的として、磁界をかけながら液晶を注入する
方法もあるが、液晶分子の配向方向を均一にするために
磁界をかける方法は用いられていない。

【００１５】更に、一般的な液晶の注入方法によると、
液晶の注入孔は一点であるため、注入される液晶分子の
配向は、その注入孔を中心として同心円上の配向とな
り、一様な配向方向とはならない。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の研究者らは、
上記のような問題点を鑑み、図６、ａ及びｂにおける
又は’の液晶分子の配向制御ができれば双安定性スイ
ッチングが可能となることに着目して鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに到った。この発明によれば、
一対の基板上に電極が形成され、その電極上に配向膜が
形成され、両基板のそれぞれの配向膜の蒸着方向が互い
に異なるようにして基板がほぼ平行になるように対向し
て配置され、これら基板間にカイラル剤が添加されたネ
マチック液晶を介在させて液晶セルが形成され、かつ前
記電極に選択的に電圧を印加して液晶の光軸を切り替え
るスイッチングの手段が形成された双安定性液晶表示装
置の製造方法において、上方又は下方基板のどちらか一
方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマチック液
晶を注入することを特徴とする双安定性液晶表示装置の
製造方法が提供される。

【００１７】更に、この発明によれば、上記双安定性液
晶表示装置の製造方法において、上方又は下方基板のど
ちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマ
チック液晶を注入する具体的な方法として、１．ネマチック液晶の注入が、上方又は下方基板の配向
膜の上に、その配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に感
光性樹脂のパターンを設けた後、上方又は下方基板のど
ちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付近か
ら行われる、２．ネマチック液晶の注入が、上方又は下方基板の配向
膜の蒸着方向に対して垂直方向に磁界をかけながら、上
方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に対
して垂直方向付近から行われる、又は３．ネマチック液晶の注入が、基板及びネマチック液晶
を加熱することによってネマチック液晶の相をアイソト
ロピック相に保持した後、上方又は下方基板のどちらか
一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付近から行わ
れる、双安定性液晶表示装置の製造方法が提供される。
これらの方法は、組み合わせて用いることもできる。

【００１８】この発明で使用する基板としては、一般に
液晶表示装置に使用される基板を適用することができ、
例えばガラス基板、石英等の絶縁性無機基板があげら
れ、ガラス基板が好ましい。上記基板上に電極を形成す
るが、使用する電極としては、一般に液晶表示装置に使
用される電極を適用することができ、例えばＩｎＯ₂、
ＳｎＯ₂、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等があげられ、
ＩＴＯが好ましい。この電極を基板上に所望のパターン
で形成するが、その方法としては公知の方法を適用する
ことができ、例えば陽極酸化法、スパッタ法等があげら
れ、スパッタ法が好ましい。電極の膜厚としては３００
〜５０００オングストロームが適切であり、１０００〜
３０００オングストロームが好ましい。

【００１９】また、上記電極上に電極保護膜を形成して
もよい。電極保護膜としては、一般に液晶表示装置に使
用される電極保護膜を適用することができ、例えばＳｉ
Ｏ₂、Ｔａ、Ｎｂ、窒化Ｓｉ等があげられ、市販製品で
は東京応化製のＯＣＤ（OCDP-59310)等があげられる。
電極保護膜の膜厚としては、３００〜５０００オングス
トロームが適切であり、５００〜２０００オングストロ
ームが好ましい。電極保護膜を形成する方法としては公
知の方法を適用することができ、例えば固体反応法、融
液エピタキシー法、ゾル−ゲル法、沈殿反応法、化学メ
ッキ法、陽極酸化法、真空蒸着法、スパッタ法、プラズ
マ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等があげられ、使用する電極
保護膜に応じて適宜選択する。例えばＳｉＯ₂の場合は
スパッタ法で形成することができ、東京応化製のＯＣＤ
（OCD P-59310)の場合はスピナーによって塗布した後、
焼成することにより形成することができる。

【００２０】上記電極又は電極保護膜上に配向膜を形成
するが、使用する配向膜としては、例えばＳｉＯ₂、Ｓ
ｉＮｘ、ＳｉＯ、ＭｇＯ、ＭｇＦ₂、Ａｕ、ＣｅＯ₂、Ｃ
ｅＦ₃、Ａｌ₂Ｏ₃等の配向膜があげられ、ＳｉＯ配向膜
が好ましい。配向膜を形成する方法としては斜方蒸着法
を適用することができる。斜法蒸着法によって形成する
場合には、蒸着角度は基板法線から７０°〜７６°が適
切であり、７３°〜７５°が好ましい。配向膜の膜厚と
しては、２０〜３００オングストロームが適切であり、
１００〜２００オングストロームが好ましい。

【００２１】次いで、上下基板の配向膜の蒸着方向が互
いにねじれるようにして上下基板をほぼ平行になるよう
に対向して配置し、スペーサーを設けて張り合わせるこ
とによって液晶セルを作成する。このねじれ角は３０°
〜１６０°であり、約４５°となるのが好ましい。スペ
ーサーとしては、一般に液晶表示装置に使用されるスペ
ーサーを適用することができ、例えばシリカビーズ等が
あげられる。シリカビーズを使用する場合は、シリカビ
ーズの直径は１〜３μｍが適切であり、１．０〜１．５
μｍが好ましい。スペーサーを張り合わせるシール部材
としては、一般に液晶表示装置に使用されるシール部材
を適用することができ、例えばエポキシ樹脂系及びアク
リル系のシール部材等があげられる。

【００２２】こうして作成した基板間にネマチック液晶
を注入する。液晶セルにネマチック液晶を注入する方法
としては、公知の方法を適用することができ、例えば真
空注入法等があげられる。液晶セルにネマチック液晶を
注入する場合、上方又は下方基板のどちらか一方の配向
膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマチック液晶を注入
することが必須である。

【００２３】そのようにしてネマチック液晶を注入する
ことによって、注入時の液晶の流れの影響を抑えること
ができ、一様に安定な液晶の分子配向が得られ、双安定
性スイッチングさせることができる双安定性液晶表示装
置を得ることができる。ネマチック液晶を注入する具体
的な方法として、（１）上方又は下方基板の配向膜の上
に、その配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に感光性樹
脂のパターンを設けた後、上方又は下方基板のどちらか
一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付近からネマ
チック液晶を注入する方法、（２）上方又は下方基板の
配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に磁界をかけなが
ら、上方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方
向に対して垂直方向付近からネマチック液晶を注入する
方法、（３）基板及びネマチック液晶を加熱することに
よってネマチック液晶の相をアイソトロピック相に保持
した後、上方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸
着方向に対して垂直方向付近からネマチック液晶を注入
する方法がある。

【００２４】上記ネマチック液晶を注入する方法（１）
において、感光性樹脂（フォトレジスト）を形成する方
法及び使用する感光性樹脂は、公知の形成方法及び感光
性樹脂を適用することができる。また、フォトレジスト
の層厚は０．５〜２．５μｍが適切であり、１．０〜
１．５μｍが好ましい。レジストピッチは０．１〜５．
０μｍが適切であり、１．０〜２．０μｍが好ましい。

【００２５】また、上記ネマチック液晶を注入する方法
（２）において、磁界の強さは、少なくともネマチック
液晶分子の長軸が完全に磁界の方向に並ぶだけの強さが
必要であり、使用するネマチック液晶に応じて適宜選択
される。磁界をかける方法としては、例えば、上方又は
下方基板の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に磁界が
かけられるように、液晶セルを挟むようにして磁極Ｎと
磁極Ｓを置き、上方及び下方基板共に一様に同じ方向に
磁界をかける方法等がある。上方又は下方基板の配向膜
の蒸着方向に対して垂直方向に磁界がかけられるように
磁界の方向を制御するために、液晶セルの下に回転台を
設けてもよい。

【００２６】更に、上記ネマチック液晶を注入する方法
（３）において、ネマチック液晶を加熱する方法は、公
知の方法を適用することができる。ネマチック液晶は、
使用するネマチック液晶の相がアイソトロピック相に転
移する転移温度まで加熱することが必要であり、使用す
るネマチック液晶に応じて選択される。例えば、メルク
社製の５ＣＢを用いる場合は、およそ５０℃である。加
熱時間は、ネマチック液晶が完全に液晶セル内に入るま
で時間である。

【００２７】また、基板を加熱する方法も、公知の方法
を適用することができる。基板の加熱温度は、上記ネマ
チック液晶の加熱温度と同温度であり、加熱時間も、上
記ネマチック液晶の加熱時間と同時間である。このよう
にして、ネマチック液晶の相をアイソトロピック相にす
ることによって、ネマチック液晶は安定した液晶の分子
配向に戻り易くなる。

【００２８】上記ネマチック液晶を注入する方法（１）
〜（３）を用いることによって、上方又は下方基板のど
ちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向にネマ
チック液晶が注入され、液晶の分子配向は一様に安定し
た配向となる。また、これらの方法を組み合わせて用い
ることにより、効果は上昇する。この発明で使用するネ
マチック液晶としては、公知のネマチック液晶を適用す
ることができ、例えばシッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ
系、ビフェニル系、安息香酸エステル系、ターフェニル
系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシ
クロヘキサン系、ピリミジン系、ジオキサン系等の液晶
化合物があげられ、それらの混合物を使用することもで
きる。市販製品としては、例えばメルク社製のＺシリー
ズ、ＢＤＨ社製のＥシリーズ、ロシュ社製のＲシリー
ズ、チッソ社製のＬシリーズ、大日本インキ社製のＤシ
リーズ、メルク社製の５ＣＢ等があげられ、これらの混
合物を使用することもできる。

【００２９】この発明では、上記ネマチック液晶にカイ
ラル剤（光学活性化合物）を添加して使用する。カイラ
ル剤は、液晶相のらせんピッチを調整するために加えら
れ、公知のカイラル剤を適用することができる。カイラ
ル剤の種類としては、例えばコレステリルブロマイド、
コレステリル−ｎ−ヘキシルエーテル、コレステリルベ
ンゾエート、コレステリル−ｎ−ヘキシルヘプタノエー
ト等があげられる。市販製品としては、例えばメルク社
製のＳ−８１１等があげられる。

【００３０】カイラル剤の添加量は、ネマチック液晶及
びカイラル剤の種類によって適宜選択されるが、ネマチ
ック液晶に対して０．０１〜５％カイラル剤を添加する
のが適切であり、０．０１〜１％添加するのが好まし
い。また、この発明では、ネマチック液晶及びカイラル
剤以外の化合物を適宜混合して使用してもよい。この化
合物は必ずしも液晶相を示す必要はなく、例えば、液晶
組成物の液晶層の温度範囲を調整するための化合物や強
誘電性液晶層において大きな自発分極を示すか又は自発
分極を誘起する光学活性化合物等があげられる。

【００３１】上記のようにネマチック液晶を注入した
後、注入口を封止し、電極に選択的に電圧を印加して液
晶の光軸を切り替えるスイッチング手段等を形成するこ
とによって、この発明の双安定性液晶表示装置を製造す
る。注入口を封止する方法及び材料としては、公知の方
法及び材料を適用することができる。こうして製造され
た液晶表示装置は、上方基板においては基板断面方向と
液晶分子長軸が一定のティルト角を持ち、下方基板にお
いては基板断面方向と液晶分子長軸がほぼ平行で、かつ
上方及び下方の各基板面に投影された液晶分子の各分子
長軸が互いにほぼ同一方向となる状態１と、下方基板に
おいては基板断面方向と液晶分子長軸が一定のティルト
角を持ち、上方基板においては基板断面方向と液晶分子
長軸がほぼ平行で、かつ上方及び下方の各基板面に投影
された液晶分子の各分子長軸が互いにほぼ同一方向とな
る状態２の二つの安定なネマチック液晶分子の配向状態
が存在する。

【００３２】

【作用】この発明の製造方法によれば、液晶注入時の流
れの影響が除去され、一様に安定なネマチック液晶の分
子配向が得られる。従って、上方基板においては基板断
面方向と液晶分子長軸が一定のティルト角を持ち、下方
基板においては基板断面方向と液晶分子長軸がほぼ平行
で、かつ上方及び下方の各基板面に投影された液晶分子
の各分子長軸が互いにほぼ同一方向となる状態１と、下
方基板においては基板断面方向と液晶分子長軸が一定の
ティルト角を持ち、上方基板においては基板断面方向と
液晶分子長軸がほぼ平行で、かつ上方及び下方の各基板
面に投影された液晶分子の各分子長軸が互いにほぼ同一
方向となる状態２（二つの安定なネマチック液晶分子の
配向状態）の双安定性スイッチングが実現される。

【００３３】

【実施例】この発明を以下の実施例で詳細に説明する
が、この発明は、これに限定されない。実施例１感光性樹脂のパターンを設けた後ネマチック液晶を注入
する方法で、この発明の双安定性液晶表示装置を製造し
た。

【００３４】図２及び図４に基づいて、この発明の双安
定性液晶表示装置の製造方法を説明する。図２は、マル
チプレックス駆動するこの発明の双安定性液晶表示装置
の液晶表示部の断面図である。図４は、この発明の双安
定性液晶表示装置を製造する際のレジストパターンを示
した説明図である。

【００３５】まず、ガラス基板（基板）１ａ及び１ｂの
それぞれの上に、スパッタ法により１０００オングスト
ロームの厚さの複数本のＩＴＯ電極（透明電極）２ａ及
び２ｂが互いに平行になるようストライプ状に電極のパ
ターンを配列して形成した。ＩＴＯ電極２ａ及び２ｂを
形成した後、その電極上にＳｉＯ₂膜（電極保護膜）３
ａ及び３ｂをスパッタ法により１０００オングストロー
ムの膜厚で形成した。電極保護膜３ａ及び３ｂを形成し
た後、電極保護膜上にＳｉＯ配向膜（配向膜）４ａ及び
４ｂを斜方蒸着法により形成した。膜厚は１５０オング
ストローム、蒸着角度は基板法線から７４°とした。

【００３６】ＳｉＯ配向膜４ａ及び４ｂを形成した後、
ＳｉＯ配向膜４ａ又は４ｂのどちらか一方にフォトレジ
ストをスピナーにより塗布し、露光機により図４のよう
なパターンを形成するように露光した後、現像した。本
実施例ではフォトレジストとして東京応化製（OFPR-80
0）を用い、露光時間は３０秒、現像時間は９０秒で行
った。また、レジスト層の厚さは１．２μｍ、レジスト
ピッチは１．５μｍとした。

【００３７】次に、上下ガラス基板１ａ及び１ｂのＳｉ
Ｏ配向膜の蒸着方向が、同方向から４５°ねじれるよう
に設定して上下ガラス基板１ａ及び１ｂをほぼ平行にな
るように対向して配置し、上下ガラス基板１ａ及び１ｂ
の間に、スペーサーとして直径が１．０μｍのシリカビ
ーズ５を分散させ、エポキシ樹脂製のシール部材で張り
合わせることによって液晶セルを作成した。

【００３８】上記の工程を経て作成した液晶セルに、上
方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に対
して垂直方向付近から、ネマチック液晶を真空注入法に
より注入した。ネマチック液晶としてホスト液晶５ＣＢ
（メルク社製）にカイラル剤Ｓ−８１１（メルク社製）
を０．３６ｗ％混合したものを用いた。ネマチック液晶
は、図４における基板の左側から注入した。注入後、ア
クリル系ＵＶ硬化型の樹脂により注入口を封止した。

【００３９】その後、ＩＴＯ電極２ａ及び２ｂに、選択
的に電圧が印加されることによって液晶の光軸を切り替
えるスイッチングの手段を形成することにより、この発
明の双安定性液晶表示装置を製造した。以上の手順で作
成した双安定性液晶表示装置に、パルス電界を印加した
ときの応答特性を図８に示す。図８から明らかなよう
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置は
２００μsec のオーダーでの応答が可能であった。

【００４０】また、このようにして製造された双安定性
液晶表示装置は１平方cmの領域で安定して双安定性を示
した。これは、偏光板をクロスニコル状態に置いてプラ
スとマイナスのパルス電解を印加し、電解を印加するこ
とによって交互に変化する暗状態及び明状態時のスイッ
チング角度を、偏光板を動かすことによって調べること
により確認した。更に、このようにして製造された双安
定性液晶表示装置のコントラストは１５対１であった。

【００４１】実施例２磁界をかけながらネマチック液晶を注入する方法で、こ
の発明の双安定性液晶表示装置を製造した。図２及び図
３に基づいて、この発明の双安定性液晶表示装置の製造
方法を説明する。

【００４２】図３は、この発明のネマチック液晶注入時
における理想的な流入方向又は磁界をかける方向を示す
図である。まず、実施例１と同様の方法で、ガラス基板
１ａ及び１ｂのそれぞれの上に１０００オングストロー
ムの厚さの複数本のＩＴＯ電極２ａ及び２ｂが互いに平
行になるようストライプ状に電極のパターンを配列して
形成し、ＩＴＯ電極上にＳｉＯ₂膜（電極保護膜）３ａ
及び３ｂを１０００オングストロームの膜厚で形成し
た。

【００４３】電極保護膜３ａ及び３ｂを形成した後、電
極保護膜上にＳｉＯ（配向膜）４ａ及び４ｂを斜方蒸着
法により形成した。膜厚は５０オングストローム、蒸着
角度は基板法線から７４°とした。ＳｉＯ配向膜４ａ及
び４ｂを形成した後、上下ガラス基板１ａ及び１ｂのＳ
ｉＯ配向膜の蒸着方向が、同方向から４５°ねじれるよ
うに設定して上下ガラス基板１ａ及び１ｂをほぼ平行に
なるように対向して配置し、上下ガラス基板１ａ及び１
ｂの間に、スペーサーとして直径が１．５μｍのシリカ
ビーズ５を分散させ、エポキシ樹脂製のシール部材で張
り合わせることによって液晶セルを作成した。

【００４４】上記の工程を経て作成した液晶セルに、液
晶セルを挟むようにして磁極Ｎと磁極Ｓを置き、上方及
び下方基板共に図３の矢印ｅ又はｆの方向に一様に磁界
をかけながら、上方又は下方基板のどちらか一方の配向
膜の蒸着方向に対して垂直方向付近から、ネマチック液
晶を真空注入法により注入した。ネマチック液晶として
ホスト液晶５ＣＢにカイラル剤Ｓ−８１１を０．３６ｗ
％混合したものを用いた。また、磁界の強さは、ネマチ
ック液晶の分子長軸が完全に磁界の方向に並ぶ強さであ
り、本実施例では１万ガウスとした。ネマチック液晶を
注入した後、アクリル系ＵＶ硬化型の樹脂により注入口
を封止した。

【００４５】その後、ＩＴＯ電極２ａ及び２ｂに、選択
的に電圧が印加されることによって液晶の光軸を切り替
えるスイッチングの手段を形成することにより、この発
明の双安定性液晶表示装置を製造した。以上の手順で作
成した双安定性液晶表示装置に、パルス電界を印加した
ときの応答特性を図８に示す。図８から明らかなよう
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置は
１００μsec のオーダーでの応答が可能であった。

【００４６】また、このようにして製造された双安定性
液晶表示装置は１平方cmの領域で安定して双安定性を示
した。これは、実施例１と同様の方法で確認した。更
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置の
コントラストは２０対１であった。

【００４７】実施例３ネマチック液晶を加熱してアイソトロピック相にした
後、ネマチック液晶を注入する方法で、この発明の双安
定性液晶表示装置を製造した。図２に基づいて、この発
明の双安定性液晶表示装置の製造方法を説明する。ま
ず、実施例２と同様の方法で、液晶セルを作成した。液
晶セルを作成した後、ネマチック液晶としてホスト液晶
５ＣＢにカイラル剤Ｓ−８１１を０．３６ｗ％混合した
ものを用い、これを５０℃に加熱したものを、基板を５
０℃に加熱した液晶セルに、上方又は下方基板のどちら
か一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付近から、
真空注入法により注入した。ネマチック液晶を注入した
後、アクリル系ＵＶ硬化型の樹脂により注入口を封止し
た。

【００４８】その後、ＩＴＯ電極２ａ及び２ｂに、選択
的に電圧が印加されることによって液晶の光軸を切り替
えるスイッチングの手段を形成することにより、この発
明の双安定性液晶表示装置を製造した。以上の手順で作
成した双安定性液晶表示装置に、パルス電界を印加した
ときの応答特性を図８に示す。図８から明らかなよう
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置は
１００μsec のオーダーでの応答が可能であった。

【００４９】また、このようにして製造された双安定性
液晶表示装置は１平方cmの領域で安定して双安定性を示
した。これは、実施例１と同様の方法で確認した。更
に、このようにして製造された双安定性液晶表示装置の
コントラストは２０対１であった。

【００５０】比較例図２及び図９に基づいて説明する。まず、実施例２と同
様の方法で、液晶セルを作成した。液晶セルを作成した
後、液晶セルに、図９における基板の上側又は下側から
ネマチック液晶を真空注入法により注入した。ネマチッ
ク液晶としては、ホスト液晶５ＣＢにカイラル剤Ｓ−８
１１を０．３６ｗ％混合したものを用いた。その後、Ｉ
ＴＯ電極２ａ及び２ｂに、選択的に電圧が印加されるこ
とによって液晶の光軸を切り替えるスイッチングの手段
を形成することにより、液晶表示装置を製造した。

【００５１】このようにして製造された液晶表示装置
は、一様に安定なネマチック液晶分子の配向状態をとる
ことができず、双安定性スイッチングは実現されなかっ
た。これは、実施例１と同様の方法で確認した。

【００５２】

【発明の効果】この発明の製造方法によれば、液晶注入
時の流れの影響を受けず、一様に安定なネマチック液晶
分子配向を得ることができる。従って、この発明の製造
方法によって得られる双安定性液晶表示装置は、二つの
安定なネマチック液晶分子の配向状態を双安定スイッチ
ングさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の双安定性液晶表示装置の液晶表示部
の断面図である。

【図２】マルチプレックス駆動するこの発明の双安定性
液晶表示装置の液晶表示部の断面図である。

【図３】この発明のネマチック液晶注入時における理想
的な流入方向又は磁界をかける方向を示す説明図であ
る。

【図４】この発明の双安定性液晶表示装置を製造する際
のレジストパターンを示した説明図である。

【図５】液晶分子の安定な配向方向を示す説明図であ
る。

【図６】配向膜の蒸着方向と液晶分子配向の関係を示す
説明図である。

【図７】液晶セルの断面における液晶分子の配向を示す
説明図である。

【図８】この発明の双安定性液晶表示装置にパルス電界
を印加したときの応答特性を示す図である。

【図９】ネマチック液晶を基板の上側又は下側から注入
したときの液晶分子配向に対する流れの影響を示す説明
図である。

【符号の説明】

１基板（ガラス基板）２ネマチック液晶層３電極（透明電極）４配向膜（ＳｉＯ配向膜）５スペーサー（シリカビーズ）Ａ双安定性を示す液晶分子長軸の方向（θ°ティルト
して、また、ＳｉＯ蒸着方向からα°又は−α°傾いた
方向）Ｂ双安定性を示す液晶分子長軸の方向（θ°ティルト
して、また、ＳｉＯ蒸着方向からα°又は−α°傾いた
方向）Ｃ双安定性を示す液晶分子長軸の方向（ＳｉＯ蒸着方
向と垂直かつ基板面に平行な方向）上方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向上方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向上方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 ’下方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 ’下方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向 ’下方基板表面での液晶分子配向の安定しうる方向ｅネマチック液晶注入時における理想的な流入方向又
は磁界をかける方向ｅ’ネマチック液晶注入時における理想的な流入方向又
は磁界をかける方向ｆネマチック液晶注入時における理想的な流入方向又
は磁界をかける方向ｆ’ネマチック液晶注入時における理想的な流入方向又
は磁界をかける方向１ａガラス基板（基板）１ｂガラス基板（基板）２ａＩＴＯ電極（透明電極）２ｂＩＴＯ電極（透明電極）３ａＳｉＯ₂膜（電極保護膜）３ｂＳｉＯ₂膜（電極保護膜）４ａＳｉＯ配向膜（配向膜）４ｂＳｉＯ配向膜（配向膜）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板上に電極が形成され、その電
極上に配向膜が形成され、両基板のそれぞれの配向膜の
蒸着方向が互いに異なるようにして基板がほぼ平行にな
るように対向して配置され、これら基板間にカイラル剤
が添加されたネマチック液晶を介在させて液晶セルが形
成され、かつ前記電極に選択的に電圧を印加して液晶の
光軸を切り替えるスイッチングの手段が形成された双安
定性液晶表示装置の製造方法において、上方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に
対して垂直方向にネマチック液晶を注入することを特徴
とする双安定性液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】ネマチック液晶の注入が、上方又は下方
基板の配向膜の上に、その配向膜の蒸着方向に対して垂
直方向に感光性樹脂のパターンを設けた後、上方又は下
方基板のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直
方向付近から行われる請求項１記載の双安定性液晶表示
装置の製造方法。
【請求項３】ネマチック液晶の注入が、上方又は下方
基板の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向に磁界をかけ
ながら、上方又は下方基板のどちらか一方の配向膜の蒸
着方向に対して垂直方向付近から行われる請求項１記載
の双安定性液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】ネマチック液晶の注入が、基板及びネマ
チック液晶を加熱することによってネマチック液晶の相
をアイソトロピック相に保持した後、上方又は下方基板
のどちらか一方の配向膜の蒸着方向に対して垂直方向付
近から行われる請求項１記載の双安定性液晶表示装置の
製造方法。