JPS60203918A - 液晶セルの製法及び製造装置 - Google Patents

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】 本発明は、液晶表示素子や液晶−光シャンタアレイ等の
液晶素子を作成する際に用（・る液晶の配向制御法及び
その方法で用いる素子に関し、更に詳しくは液晶分子の
初期配向状態を数差することにより、表示ならひに駆動
特性を数片した液晶の配向制御法及びその方法で用いる
素子に関するものである。

従来より、走査電極群と信号電極群をマトリクス状に構
成し、その電極間に液晶化合物を充填し多数の画素を形
成して、画像或いは情報の表示を行う液晶表示素子は、
よく知られている。この表示素子の駆動法としては、走
査電極群に順次周期的にアドレス信壮を選択印加し、信
号電極群には所定の情報信号をアドレス信号と同期させ
て並列的に選択印加する時分割駆動が採用されているが
、この表示素子及びその駆動法には以下に述へる如き致
命的ともｉ：える大きな欠点かある。

即ち、画素密度を高く、或いは画面を大きくするのが難
しいことである。従来の液晶の中で応答速度が比較的高
く、しかも消費電力が小さいことから、表示素子として
実用に供されているのは殆んどが、たとえばＭ、５ｃｈ
ａｄｔとＷ、Ｈｅ１ｆｒｌｃｈ著”Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐ
ｈｙｓｉｃｓＬｅｔ　ｔｅｒｓ”　Ｖｏ、　１８．　Ｎ
ｏ、　４　（１９７１，２，１５）　。

Ｐ、　１２７〜１２８　ｃ’）　”Ｖｏｌｔａｇｅ−、
ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＯｐｔｉｃａｌ　Ａｃｔｉｖｉｔｙ
　ｏｆ　ａ　ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ　Ｌｉｑｕ
ｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ”に示されたＴＮ（ｔｗｉｓｔｅ
ｄ　ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶を用いたものであり、こ
の型の液晶は、無電界状態で正の誘電異方性をもつネマ
チック液晶の分子が液晶層厚方向で捩れた構造（ヘリカ
ル構造）を形成し、両電極面でこの液晶の分子が平行に
配列した構造を形成している。

電力、電界印加状態では、正の誘電異方性をもつネマチ
ック液晶が電界方向に配列し、この結果光学変調を起す
ことができる。この型の液晶を用いてマトリクス電極構
造によって表示素子を構成した場合、走査電極と信号電
極が共に選択される領域（選択点）には、液晶分子を電
極面に垂直に配列させるに要する閾値以上の電圧が印加
され、走査電極と信号電極が共に選択されない領域（非
選択点）には電圧は印加されず、したがって液晶分子は
電極面に対して並行な安定配列を保っている。このよう
な液晶セルの上下に互いにクロスニコル関係にある直線
偏光子を配置することにより、選択点では光が透過せず
、非選択点では光が透過するため、画像素子とすること
が可能となる、然し乍ら、マトリクス電極構造を構成し
た場合には、走査電極が選択され、信号電極が選択され
ない領域、或いは走査電極が選択されず、信号電極が選
択される領域（所５１７“半選択点′°）にも有限に電
界がかかってしまう。撰択点にかかる電圧と、半選択点
にかかる電圧の差が充分に太きく、液晶分子を電界に垂
直に配列させるのに要する電圧閾値がこの中間の電圧値
に設定されるならば、を用いてマトリクス電極構造によ
って表、Ｉζ素子表示素子は圧密に動作するわけである
が、走査線数（Ｎ）を増やして行った場合、画面全体（
ｌフレーム）を走査する間に一つの選択点に有効な電界
がかかっている時間（ｄｕｔｙ比）が１／Ｎの割合で減
少してしまう。このために、くり返し走査を行った場合
の選択点と非選択点にかかる実効値としての電圧差は、
走査線数が増えれば増える程小さくなり、結果的には画
像コントラストの低下やクロストークか避は難い欠点と
なっている。このような現象は、双′々定性をイｊさな
い液晶（電極面に対し、液晶分子か水・Ｉ・に配向して
いるのか安定状態であり、電界かイＪ効に印加されてい
る間のみ垂直に配向する）を時間的蓄積効果を利用して
駆動する（即ち、繰り返し走査する）ときに生ずる木質
的には避は難い問題点である。この点を改良するために
、電圧平均化法、２周波駆動法や、多年マトリクス法等
が既に提案されているか、いずれの方法でも不充分であ
り、表示素子の大画画化や高密度化は、走査線数が充分
に増やせないことによって頭打ちになっているのが現状
である。

電力、プリンタ分野を眺めて見るに、電気信す−を入力
してハードコピーを省ｌる手段として、画素密度の点か
らもスピードの点からも電気画像信号を光の形で電子写
真感光体に与えるレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）が
現在最も優れている。ところかＬＢＰには、 １、　プリンタとしての装置が大型になる；２、　ポリ
ゴンスキャナの様な高速の駆動部分があり騒音が発生し
、また厳しい機 械的精度が要求される；など の欠点がある。この様な欠点を解消すべく電気信号を光
信号に変換する素子として、液晶シャンク−アレイが提
案されている。ところが、液晶シャンクアレイを用いて
画素信号を与える場合、たとえば２１０ｍｍの長さの中
に画素信号を１６ｄｏｔ／ｍｍの割合で書き込むために
は、３０００個以上の信号発生部を有していなければな
らず、それぞれに独立した信号−を与えるためには、元
来それぞれの信号発生部会てに信号を送るリード線を配
線しなければならず、製作上困難であった。

そのため、ＩＬＩＮＥ（ライン）分の画素信号を数行に
分割された信号発生部により、時分割して与える試みが
なされている。この様にすれば、信号を与える電極を、
複数の信号発生部に対して共通にすることができ、実質
配線を大幅に軽鍼することができるからである。ところ
が、この場合通常行われているように双安定性を有さな
い液晶を用いて行数（Ｎ）を増して行くと、信号ＯＮの
面間が実質的に１７Ｎとなり感光体上で得られる光量が
減少してしまったり、クロストークの問題が生ずるとい
う難点がある。

このような従来型の液晶素子の欠点を改善するものとし
て、双安定性を有する液晶素子の使用が、Ｃ１ａ、ｒｋ
およびＬａｇｅ　ｒｗａ　Ｉ　ｌにより提案されている
（特開昭５６−１０７２１６号公報、米国特許第４３６
７９２４号明細書等）。双安定性を有する液晶としては
、一般に、カイラルスメクテイックＣ相（Ｓ　ｍ　Ｃ＊
）又はＨ相（Ｓ　ｍ　Ｈ＊）を有する強誘電性液晶が用
いられる。この液晶は電界に対して第１の光学的安定状
態と第２の光学的安定状態からなる双安定状態を有し、
従って前述のＴ’Ｎ型の液晶で用いられた光学変調素子
とは異なり、例えば、一方の電界ベクトルに対して第１
の光学的安定状態に液晶が配向し、他方の電界ベクトル
に対しては第２の光学的安定状態に液晶が配向される。

またこの型の液晶は、加えられる電界に応答して、極め
て速やかに上記２つの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を南す
る。このような性質を利用することにより、上述した従
来のＴＮ型素子の問題点の多くに対して、かなり木質的
な改善が得られる。この点は、本発明と関連して、以下
に、更に詳細に説明する。しかしながら、この双安定性
を有する液晶を用いる光学変調素子が所定の駆動特性を
発揮するためには、−・対の平行基板間に配置される液
晶が、電界の印加状態とは無関係に、上記２つの安定状
態の間での変換が効果的に起るような分子配列状態にあ
ることが必要である。たとえはＳｍＣ＊またはＳｍＨ＊
相を有する強誘電性液晶 品については、ＳｍＣまたはＳ　ｍ　Ｈ’相を有する液
晶分子層が基板面に対して垂直て、したがって液晶分子
軸が基板面にほぼ並行に配列した領域（モノドメイン）
が形成される必要がある。しかしながら、従来の双安定
性を有する液晶を用いる光学変調素子においては、この
ようなモノドメイン構造を有する液晶の配向状態が、必
ずしも満足に形成されなかったために、充分な特性が得
られなかったのが実情である。

たとえは、このような配向状態を与えるために、磁界を
印加する方法、せん断力を印加する方法、などが提案さ
れている。しかしなから、これらは、いずれも必ずしも
満足すべき結果を与えるものではなかった。たとえば、
磁界を印加する方法は、大規模な装置を要求するととも
に作動特性の良好な薄層セルとは両立しがたいという難
点があり、また、せん断力を印加する方法は、セルを作
成後に液晶を注入する方法と両立しないという難点があ
る。

本発明の主要な目的は、」一連した事情に鑑み、高速応
答性、高密度画素と大面積を有する表示素子、あるいは
高速度のシャッタスピードを有する光学シャッター等と
して潜在的な適正を有する双安定性を有する液晶を使用
する光学変調素子において、従来問題であったモノドメ
イン形成性ないしは初期配向性を改善することにより、
その特性を充分に発揮させ得る液晶の配向制御装置を提
供することにある。

本発明者らは上述の目的で更に研究した結果、とくに液
晶材料が別の相（例えは等方相等の高温状１ｍ　）より
一軸性異方相（例えばＳ　ｍ　Ａ（スメクティックＡ）
等の低温状態）へ移行する降温過程に於ける配向性に着
目したところ、別の相（高温和）より、−軸性異方相へ
相転移する場合、別の相領域と上記−軸性異方相領域と
の空間的相界面に於て、新たに相転移して生成する一軸
性異方相の分子軸は、既に形成されていた一動性異方相
の液晶分子配向方向と平行に配向し、しかも′、上記−
軸性異方相領域の生長する方向と、液晶分子の配向方向
を直交関係とする場合、極めて安定にモノドメイン−軸
異方相が生長することが判明した。さらに、本発明者ら
は水平配向性を有する側壁面を有する構造体を核発生部
材（−軸異方相の液晶核の発生を促す部材を意味する）
として配設することにより、最初の一軸性異方相の核を
液晶分子が核発生部材と平行に配向したモノドメインの
一軸異方相として形成することが可能となり、この結果
液晶の双安定性に基づく素子の作動特性と液晶相のモノ
ドメイン性も両立し得る構造の液晶素子が得られること
を見い出した。

本発明は前述の知見に基づくものであり、すなわち本発
明による液晶の配向制御装置は、前述の知見に基づいて
なしたもので、一対の基板間で、一方向に配列した液晶
の一軸異方相と該相より高温側の別の相との境界をなし
、且つ前記−軸性異方相の軸方向と平行な相界面を形成
し、前記相界面付近の別の相を降温下で前記−軸異方相
の液晶配向方向と平行方向に配列した液晶の一軸異方相
に相転移させ、該相転移を前記相界面からその垂直方向
に向けて連続的に生じさせることにより液晶のモノドメ
インを形成する装置であって、前記相転移温度より高い
温度に設定された第１の恒温域、前記相転移温度より低
い温度に設定された第２の恒温域と、上、記憶１の恒温
槽と第２の恒温槽の間に介在する断熱層とを有し、且つ
前記第１の恒温域より第２の恒温域へ、液晶セルを移動
させる手段をイＪする液晶の配向制御装置に特徴を有し
ている。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ１本発明を更に詳
細に説明する。

本発明で用いる液晶材料として、とくに適したものは、
双安定性を有する液晶であって強請゛屯性を有するもの
であって、具体的にはカイラルスメクティックＣ相（Ｓ
　ｍ　Ｃ”　）又はＨ相（ＳｍＨ＊）を有する液晶を用
いることができる。

強誘電性液晶の詳細については、たとえば“’ＬＥ　Ｊ
ＯＵＲＮＡＬ　ＤＥ　ＰＨＹＳＩＱＵＥ　ＬＥＴＴＥＲ
３”赴（Ｌ−６９）　１９７５、ｌ”Ｆｅｒｒｏｅｌｅ
ｃｔｒｉｃ　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓｊ；　”Ａ
ｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ”３６
　（Ｌ−６９）　１９７５、ｒＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒ
ｉｃ　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓＪ　；“Ａｐｐｌ
ｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ”３６（１１
）１９８０、ｒｓｕｂｍｉｃｒｏ　５ｅｃｏｎｄ　Ｂｉ
、５ｔａｂｌｅＥｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ　Ｓｗｉｔｃ
ｈｉｎｇ　ｉｎ　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓｊ　；
　”固体物理”　１６　（１４１）１９８１　ｒ液　晶
」等に記載されており、本発明ではこれらに開示された
強誘電性液晶を用いることができる。

強誘電性液晶化合物の具体例としては、デシロキシベン
ジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチルシンナメー
ト（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジルデン−
ｐ′−アミノ−２−クロロプロピルシンナメート（ＨＯ
ＢＡＣＰＣ）、４−ｏ−（２−メチル）−ブチルレゾル
シリテン−４′〜オクチルアニリン（ＭＢＲＡ８）が挙
げられる。

これらの材料を用いて素子を構成する場合、＊ 液晶化合物がＳｍＣ相又はＳｍＨ＊相となるような温度
状態に保持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め
込まれた銅ブロック等により支持することができる。

第１図は、強誘電性液晶の動作説明のために、セルの例
を模式的に描いたものである。

１１と、１１′は、Ｉｎ２Ｏ３，５ｎ０２あるいはＩＴ
Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ）等の薄膜から
なる透明電極で被覆された基板（ガラス板）であり、そ
の間に液晶分子層１２がガラス面に垂直になるまう配向
したｓｍｃ＊相又は５ｉｎＨ＊相の液晶が封入されてい
る。太線で示した線１３が液晶分子を表わしており、こ
の液晶分子１３はその分子に直交した方向に双極子モー
メント（Ｐ工）１４を有している。

基板１１と１１’上の電極間に一定の閾値以上の電圧を
印加すると、液晶分子１３のらせん構造がほどけ、双極
子モーメン）　（Ｐ工）１４がすべて電界方向に向くよ
う、液晶分子１３は配向方向を変えることができる。液
晶分子１３は、細長い形状を有しており、その長袖方向
と短軸方向で屈折率異方性を示し、従って例えばガラス
面の上下に了いにクロスニコルの偏光子を置けば、電圧
印加極性によって光学特性が変わる液晶光学変調素子と
なることは、容易に理解される。

本発明の液晶素子で好ましく用いられる液晶セルは、そ
の厚さを充分に薄く（例えば１０ｐＬ）することができ
る。このように液晶層が薄くなるにしたがい、第２図に
示すように電解を印加していない状態でも液晶分子のら
せん構造がほどけ、非らせん構造となり、その双極子モ
ーメントＰまたはＰ′は上向き（２４）又は下向き（２
４’）のどちらかの状態をとる。このようなセルに、第
２図に示す如く一定の閾゛値以上の極性の異る電界Ｅ又
はＥ′を電圧印加手段２１と２１’により付与すると、
双極子モーメントは、電界Ｅ又はＥ′の電界ベクトルに
対応して上向き２４又は下向き２４′と向きを変え、そ
れに応じて液晶分子は、第１の安定状態２３かあるいは
第２の安定状態２３′の何れか一方に配向する。

このような強誘電性を液晶素子として用いることの利点
は、先にも述べたが２つある。その第１は、応答速度が
極めと速いことであり、第２は液晶分子の配向が双安定
性を有することである。第２の点を、例えば第２図によ
って更に説明すると、電界Ｅを印加すると液晶分子は第
１の安定状態２３に配向するが、この状態は電界を切っ
ても安定である。又、逆向きの電解Ｅ′を印加すると、
液晶分子は第２の安定状態２３′に配向してその分子の
向きを変えるが、やはり電界を切ってもこの状態に留っ
ている。又、与える電界Ｅが一定の閾値を越えなる限り
、それぞれの配向状態にやはり維持されている。このよ
うな応答速度の速さと、双安定性が有効に実現されるに
はセルとしては出来るだけ薄い方が好ましい。

この様な強誘電性を有する液晶で素子を形成するに当た
って最も問題となるのは、先にも連木 べたように、Ｓ　ｍ　Ｃ相又はＳ　ｍ　Ｈ”を有する層
が基板面に対して垂直に配列し且つ液晶分子が基板面に
略平行に配向した、モノドメイン性の高いセルを形成す
ることが困難なことであり、この点に解決を与えること
が本発明の主要な］」的である。

第３図（Ａ’）は、本発明の液晶配向制御法によって得
た液晶素子の一実施例に関する部分的な平面図であり、
第３図（Ｂ）は、そのＡ−Ａ′断面図である。いずれも
セル構造をわかり易くするため、正確な縮尺度の図とは
なっていない。

本例では、プリンタ用シャッターアレーの構成例が示さ
れている。第３図で示す液晶セル１００は、カラス板又
はプラスチック板などからなる一対の基板１０１と１０
１′をスペーサ（該発生部材１０４）で所定の間隔に保
持され、この一対の基板を接着剤１０６で接着したセル
構造を有しており、さらに基板１０１の上には複数の透
明電極１０２からなる電極群（例えば、マトリクス電極
構造のうちの走査電圧印加用電極群）が例えば帯状パタ
ーンなどの所定パターンで形成されている。基板１０１
’の上には前述の透明電極１０２と交差させた複数の透
明電極１０２’からなる電極群（例えば、マトリクス電
極構造のうちの信号電圧印加用電極群）が例えば図示す
る如くリード１０７′でチドリ状に接続されたセグメン
トパターンで形成されている。透明電極１０２はリード
１０７と、透明電極１０２’はり一ド１０７“にそれぞ
れ接続されて、外部回路からの信号がそれぞれのり一ド
１０７と１０７”の端子に入力される。

この様な基板１０１と１０１′には、例えは、−Ｍ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、ホウ素窒化物、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、ポリビニルアセタール、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を用いて被膜
形成した絶縁＋１Ｑ　（図示せず）を設けることができ
る。この絶縁膜は、液晶層１０３に微量に含有される不
純物等のために生ずる電流の発生を防止できる利点をも
有しており、従って動作を繰り返し行なっても液晶化合
物を劣化させることがない。

該発生部１０４は、例えば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
リビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル
、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミ
ン樹脂、ユリャ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂類又はＳ
ｉｎ、５ｉ０２又はＴ　ｉ　Ｏ２ｆｔ　トの無機化合物
などによって被膜形成した後、通常のフォトリングラフ
ィ法により帯状の形状で形成される。又、この核発生部
材１０４は基板１０１又は１０１’と同一の材料で形成
することも可能である。

例えば基板１０１の上にポリイミド形成溶液（日立化成
工業（株）製のｒＰＩＱに不揮発成分濃度１４．５　ｗ
　ｔ％）を３．００Ｏｒ　ｐｍで回転するスピナー塗布
器で１０秒間塗布し、１２０°Ｃで３０分間過熱を行な
って２ルの被膜を形成した。次いで、ポジ型レジスト溶
液（Ｓｈｉｐｌｅｙ社製（７）”ＡＺ１３５０”）をス
ピナーｍ　ｉｎ　Ｌ、プリベークした。このレジスト層
上にマスク幅０．５　ｍ　ｍの帯状マスクを用いて露光
した。次いでテトラメチルアンモニウムハイドロオキサ
イド含有の現像液“ＭＦ３１２°′で現像することによ
り、露光部分のレジスト膜とその下層のポリイミド膜の
エツチングを行ないスルーホールを形成させ、水洗、乾
燥を行なった後、メチルエチルケトンを用いて未露光部
のレジスト膜を除去した。しかる後、２００°Ｃで６０
分間、３５０℃で３０分間の過熱により硬化を行ない、
ＰＩＱ（ポリイミド）の核発生部材１０４を形成するこ
とができる。

第３図に示すｔＭ　ｒｔＬセル１００についての更に具
体的な例を示すと１例えば透明電極１０２は幅を６２．
５ｇｍとした帯状の走査電極群とし、一方透明電極１゛
０２’は一画素を形成し、６２．５μｍ　Ｘ　６２．５
　ｐ−ｍの信号電極群とすることができる。又、発熱体
１０５は平均幅０．６ｍｍ、膜圧１０００人の工ＴＯ薄
膜とし、液晶層１０３は約２ｇ、ｍ厚程度で保持されて
いることが好ましい。

以下、所定温度で強誘電特性を示す液晶材料ＤＯＢＡＭ
ＢＣの場合を例にとって、液晶層１０３の配向制御法及
びその装置について第４１Δ〜第６図を用いて具体的に
説明する。

第４図〜第６図は、本発明の装置を模式的に示す断面図
である。

第４図に於て、１′は第１の恒温槽ｌを有する第１の恒
温域で、２′は第２の恒温槽２を有する第２の恒温域で
、３　、３’　、　３　．３　”′は塔槽で独立にコン
トロールされるヒータである６第１の恒温域１は高温Ｔ
１に、第２の恒温域２は低７ＥＫＴ２にコントロールさ
れ、例えば高温Ｔ１で第３図に示す如き液晶セルフが等
力相を示し、低温Ｔ２で一軸異方相（ネマチック相、ス
メクティック相）を示す様になされている。

第１の恒温槽１は、その第１の恒温域１′の温度が全体
に亘って均一となる様にヒータ３と３′をそれぞれ図示
する如く銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い支持部
材１５の中に埋め込む構造とすることができる。又、第
２の恒温層２についても同様に、第２の恒温域２′の温
度が全体に亘って均一となる様にヒータ３″と３″′を
それぞれ図示する如く銅やアルミニウムなどの熱伝導率
の高い支持部材１６の中に埋め込む構造とすることがで
きる。

４は、第１の恒温槽ｌと第２の恒温槽２との境界に断熱
域５を形成するために設けた断熱体を示している。この
断熱域５は、−軸性液晶の良好なモノドメインを形成す
る上で、できる限り短い間隔とし、しかもできる限りこ
の間隔内で大きな温度勾配（例えば４°Ｃ／　ｍ　ｍ以
上）を伺与することが好ましい。この好ましい具体例で
は断熱域５を形成する断熱体４としては約０゜５ｍｍ圧
の雲母板が適している。又、本発明の装置では第１の恒
温槽１と第２の恒温槽２の温度をコントロールするモニ
ター（熱体対）６を設けることができる。

この装置を用いて一軸異吉相の均一なモノドメインを形
成する方法としては、液晶セルフを低速キア（図示せず
）に連結したアーム８で矢印１８の方向に低速で移動さ
せることにより、−軸異方和か液晶セルフの内に設けた
核発生部材１７の側壁部１７′から順次第３図で述べた
如く形成されることができる。

前述の装置を用いて一軸異吉相のモノドメインを形成し
たが、その例を以下に示す。

く製造例〉 ピッチ１００ｇｍで幅６２．５８Ｌｍのストライプ状の
ＩＴＯ膜を電極として設けた。次いで、基板の上にポリ
イミド形成溶液（日立化成工業（株）製のｒＰＩＱＪ、
不揮発分濃度１４．５　ｗｔ％）を３．ＯＯＯｒｐｍで
回転するスピナー塗布機で１０秒間塗布し、１２０°Ｃ
で３０分間過熱を行なって２にの被膜を形成した。次い
で、ポジ型レジスト溶液（Ｓｈｉｐｌｅｙ社Ｗの°“Ａ
　Ｚ　ｌ　３５０　”　）をスピナー塗布し、プリベー
クした。このレジスト層上にマスクＴｔＪ　ａｐ、マス
ク部のピッチ１００ｇのスＩ・ライブ状マスクを用いて
露光した。次いでテトラメチルアンミニラムハイドロオ
キサイド含有の現像液“ＭＦ３１２′で現像することに
より、露光部分のレジスト膜とその下層のポリイミド膜
のエンチングを行ないスルーホールを形成させ、水洗、
乾燥を行なった後、メチルエチルケトンを用いて未露光
部のレジスト膜を除去した。しかる後、２００°Ｃで６
０分間、３５０　’Ｃで３０分間の過熱より硬化を行な
い、ストライブ上に配置した複数個のＰＩＱ　（ポリイ
ミド）よりなる核発生部材を形成して（Ａ）電極板を作
成した。

次いで、カラス基板の上にピッチ１００ｇｍで幅６２．
５　ｇ　ｍのストライブ状電極を設けて（Ｂ）電極板を
作成した。（Ｂ）電極板の周辺部に注入口となる個所を
除いてエポキシ接着剤をスクリーン印刷法によって塗布
した後、（Ａ）電極板と（Ｂ）電極板のストライプ状パ
ターン電極が直交する様に重ね合せ、所定の硬化条件下
で接着剤を硬化させてセルを作成した。

しかる後、真空注入法によって等吉相のり。

ＢＡＮＢＣを注入口からセル内に注入し、その注入口を
封口した。

次に、第４図に示す装置において第１の恒温域１′及び
第２の恒温域２′の空隙部の距離ｄ１を３ｍｍとし、断
熱域５の距離ｄ２を１．５　ｍ　ｍとした。さらに、第
１の恒温域１′の温度Ｔ１を１３０°Ｃとし、第２の恒
温域２′の温度Ｔ２を７０℃とした。

この様に温度コントロールされた装置内を液晶セルフを
アーム８により送り速度１ｍｍ／ｈの速度で矢印１８の
方向に移動させた。この結果、液晶層２用ｍのＤＯＢＡ
ＮＢＣの良好なモノドメインを得ることができた。尚、
液晶セル内に設けたストライブ状に配置した複数個の核
発生部材は、それぞれが核発生部材と機能し、しかもス
ペーサ部材としても機能していることが判明した。

本例において、断熱域５で等吉相／　Ｓ　ｍ　Ａ相の相
界面が第４図における紙面から垂直方向に向けて均一に
形成されていた。又、このモノドメインＳ　ｍ　Ａ相か
生成する断熱域５よりやや第２の恒温域２′の山部でＳ
ｍＡ相がＳｍＣ＊相に相転移を起こし、第２の恒温域２
′ではモノドメインのＳｍＣ＊となっていることが判明
した。

又、前述の装置に代えて第５図又は第６図に示す装置を
用いても同様の結果が得られた。第５図に示す装置は、
第４図で示す装置で用いた断熱体に代えて空気層１９を
用いたものである。

空気層１９は空気を封止し、空気の対液を防止する部材
１９’によって形成されている。かかる部材１９′とし
ては、雲母ポリイミド、ポリエステル、グラスファイバ
ー、硬質ポリウレタンフォーム、グラスフオームなどの
断熱材が適している。

第６図に示す装置は、第１の恒温槽ｌと第２の恒温槽２
が第３の恒温槽１０の内に配置した構造を：ｈしており
、第１の恒温槽１と第２の恒温槽２との境界に断熱城５
とのなる空気層が形成されている。この装置には第３の
恒温槽１０の内部温度を一定に保持するためのセンサー
９が設けられている。

こうして作成した液晶の両側に一対の変光子をクロスニ
コル状態で設けた後、これを９０°Ｃの温度に維持した
状態で顕微鏡観察したところ、モノドメインのＳ　ｍ　
Ｃ＊を形成していることが確認された。

第７図〜第９図は、本発明の液晶素子の駆動例を示して
いる。

第７図は、中間に強誘電性液晶化合物が挟まれたマトリ
クス電極構造を有するセル４１の模式図である。４２は
走査電極群であり、４３は信号電極群である。第８図（
ａ）と（ｂ）は、それぞれ選択された走査電極４２　（
ｓ）に与えられる電気信号とそれ以外の走査電極（選択
されない走査電極）４２　（ｎ）に与えられる電気信号
を示し、第６図（Ｃ）と（ｄ）はそれぞれ選択された信
号電極４３　（ｓ）に与えられる電気信号と選択されな
い信号電極４３（ｎ）に与えられる電気倍電を表わす。

第８図（ａ）〜（ｄ）においては、それぞれ横軸が時間
を、縦軸が電圧を表わす。例えば、動画を表示するよう
な場合には、走査電極群４２は逐次、周期的に選択され
る。今、双安定性を有する液晶セルの第１の安定状態を
与えるため閾値電圧をＶｔｈｌとし、第２の安定状態を
与えるための閾値電圧を−ｖｔ　ｈ２とすると、′Ｘ％
釈された走査電極４２（ｓ）に与えられる電気信号は、
第８図（ａ、）に示される如く、位相（時間）ｔｌでは
Ｖを、位相（時間）ｔ２では−■となるような交番する
電圧である。又、それ以外の走査電極４２（ｎ’）は、
第８図（ｂ）に示す如くアース状態となっており、電気
信号Ｏである。−力、選択された信号電極４３　（ｓ）
に与えられる電気信号は第８図（、Ｃ）に示される如く
Ｖであり、又選択されない信号電極４３　（ｎ）に与え
られる電気信号は第８図（ｄ）に示される如く一■であ
る。以上に於て、電圧Ｖは Ｖ＜Ｖｔ　ｈ　ｌ＜２Ｖと−Ｖ＜−Ｖｔ　ｈ２＜−２ｖ
を満足する所望の値に設定される。このような電気信号
が与えられたときの各画素に印加される電圧波形を第９
図に示す。第９図（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ第７図中
の画素Ａ、Ｂ、ＣおよびＤと対応している。すなわち第
９図より明らかな如く、選択された走査線上にある画素
Ａでは、位相ｔ２に於て閾値Ｖｔｈｌを越える電圧２■
が印加される。又同一走査線上に存在する画素Ｂでは位
相ｔ１で閾値−Ｖｔｈ２を越える電圧−２ｖが印加され
る。従って、選択された走査電極線上に於て信号電極が
選択されたか否かに応じて、選択された場合には液晶分
子は第１の安定状態に配向を揃え、選択されない場合に
は第２の安定状態に配向を揃える。いずれにしても各画
素の前歴には、関係することはない。

一方、画素ＣとＤに示される如く、選択されない走査線
上では、すべての画素ＣとＤに印加される電圧は＋Ｖ又
は−■であって、いずれも閾値電圧を越えない。従って
、各画素ＣとＤにおける液晶分子は、配向状態を変える
ことなく前回走査されたときの信号状態に対応した配向
を、そのまま保持している。即ち、走査電極が選択され
たときにその一ライン分の信号Ａ書き込みが行われ、−
フレームが終了して次回選択されるまでの間は、その信
号状態を保持して得るわけである。従って、走査電極数
が増えても、実質的なデユーティ比はかわらず、コント
ラストの低下とクロストーク等は全く生じない。この際
、電圧値■の値及び位相（ｔ１＋ｔ２）＝Ｔのイ［６と
しては、用いられる液晶材料やセルの逗さにも依存する
が、通常３ポルト〜７０ボルトで０．１　ｇ　ｓ　ｅ　
ｃ−〜２ｍｓ　ｅ　ｃの範囲が用いられる。従って。こ
の場合では選択された走査電極に与えられる電気信号が
第１の安定状態（光信号に変換されたとき「明」状態で
あるとする）から第２の安定状Ｆ＠（光信号に変換され
たとき「暗」状態であるとする）へ、又はその逆のいず
れの変化をも起すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明で用いる液晶セルを表わ
す斜視図である。第３図（Ａ）は、本発明で用いる液晶
素子の平面図で、−第３図（Ｂ）はそのＡ−Ａ′断面図
である。第４図、第５図および第６図は、本発明の装置
を模式的に表わす断面図である。第７図は、本発明で用
いる光学変調素子の電極構造を模式的に示す平面図であ
る。第８図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の光学変調素子を
駆動するための信号を示す説明図である。第９図（ａ）
〜（’　ｄ　）は、各画素に印加される電圧波形を示す
説明図である。 ｌ　；　第１の恒温槽、 １′；　第１の恒温域、 ２　；　第２の恒温槽、 ２′：　第２の恒温域、 ３　、３’　、　３　．３　”’　、ヒータ、４．１９
’；　断熱体、 ５．１９　、断熱域、 ６．９　；　センサー、 ７　；　液晶セル、 ８　；　アーム、 １０　；　第３の恒温槽、 １５．１６　、支持部材、 １７　：　核発生部材、 １７′；　核発生部材の側壁。 第４図 （ｄ） （ｂ）　（ｄン 手続補正書彷式） ％式％ １、事件の表示 昭和５９年特許願第６１３３７号 ２、発明の名称 啼晶の配向制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都大田区下丸子３−３０−２名称　（１００
）キャン、ン株式会社 代表者　賀　来・　龍　三　部 ４、代理人 居所　〒１４６東京都大田区下丸子３−３０−２５、補
正命令の日付 昭和５９年６月２６日（発送日） ６、補正の対象 明　細　書 ７、補正の内容 明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の基板間で、−ツノ向に配列した液晶の一１１４Ｉ
   ＋異方相と該相より高温側の別の相との境界をなし、Ｙ
   ［つ前記−軸性異方相の軸方向と平行な相界面を形成し
   、前記相界面付近の別の相を降温下で前記−輔異方相の
   液晶配向方向と平行方向に配列した液晶の一軸異方相に
   相転移させ、該相転移を前記相界面からその垂直方向に
   向けて連続的に生しさせることにより液晶のモノドメイ
   ンを形成する装置であって、前記相転移温度より高い温
   度に設定された第１の恒温域、前記相転移温度より低い
   温度に設定された第２の恒温域と、ｆｊｉｊ記第１記憶
   １槽と第２の恒温槽の間に介在する断熱域とを有し、且
   つ前記第１の恒温域より第２の恒温域へ液晶セルを移動
   させる手段を有することを特徴とする液晶の配向制御装
   置。