JPS63280221A - 強誘電性液晶表示素子の製造方法 - 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】 〔概　要〕 強誘電性液晶表示素子を製造するに当り、ラビングによ
り配向膜を形成するとともに、磁場を印加して、液晶分
子を基板に平行に均一配向させることができる。これに
より、メモリー性とコントラストが良好な強誘電性液晶
表示素子が得られる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、強誘電性液晶表示素子の製造方法に関し、特
にラビング法と磁場印加とを併用することにより、強誘
電性液晶分子を基板に平行に配向させる方法に関する。

〔従来の技術〕

液晶表示は、低電力消費、低駆動電圧という特徴を有す
るため、時計やワープロ等における小容量表示として広
く普及している。また、最近は、ポータプルコンピュー
タ等のＯＡ機器用表示としての需要が増大し、大容量の
液晶表示の開発が求められている。

従来の液晶表示の主なものには、２枚の基板間に挟持さ
れた液晶分子が９０°の角度をもってねじれた構造をし
ているツィステッド・ネマティック（ＴＮ）方式と１つ
の画素に１個の電界トランジスタ（Ｔ　Ｐ　Ｔ）をはめ
込んだＴＦＴ方式とがある。ＴＮ方式を用いたＬＣＤに
おいては５、電界のオン−オフに際してメモリー性がな
く、しかもしきい値特性が急峻でないため、大容量のド
ツトマトリックス表示を行おうとすると、累積応答効果
により非表示部分も半表示の状態になるというクロスト
ークの問題がある。一方、ＴＦＴ方式では、低コストで
、しかも欠陥がなく、ＴＰＴを大画面に形成することが
困難であるという問題点がある。

さらに、これら従来の液晶表示においては、駆動電界が
液晶分子に及ぼすトルクは極めて小さく、その結果応答
時間が１０〜３００ｍ５程度に遅いものとなるという問
題がある。

強誘電性液晶表示素子では、液晶層の厚みを強誘電性液
晶のらせんピッチと同程度かそれ以下とする。このとき
、基板界面からの配向規制力のために、らせんがほどけ
、自発分極と双安定状態が出現することが報告されてい
る（特開昭５６−１０７２１６）。この双安定性を有す
るため、強誘電性液晶表示素子はメモリー性を有し、そ
の結果従来の液晶で見られる累積応答効果によるクロス
トークの問題がないので、大容量化が可能であるという
特徴を有している。さらに、強誘電性液晶表示素子は自
発分極を有するので、駆動電界は液晶分子の双極子モー
メントに直接作用する。従って、印加電界が液晶分子に
及ぼすトルクは、従来の液晶の場合と比べて、１０００
〜１００００倍大きいので、応答速度も１〜１０μｓ程
度と極めて速くなることが知られている。従って、これ
らの特徴を活かした強誘電性液晶表示素子は、動画表示
と大容量表示が可能となることから、ＯＡ機器用の大容
量表示への応用が期待されている。しかし、この強誘電
性液晶表示素子を表示素子として有効に作動させるため
には、素子内の液晶セルにおいて液晶分子が基板に平行
に配列された強誘電性液晶相の均一なドメインを形成す
る必要がある。

第１図および第２図に強誘電性液晶表示素子を模式的に
示す。２枚のガラス基板１の表面にはＴＴＯの透明電極
２が形成されており、その表面にはポリイミド等の樹脂
からなる配向膜３が塗布されている。通常、この２枚の
基板は、２μｍ程度の厚さのスペーサ４を介して張り合
わされ、その隙間には強誘電性液晶５が封入されている
。液晶分子は基板に平行に均一配向しており、このとき
矢印で示した強誘電性液晶の自発分極６はアップとダウ
ンの双安定状態をとる。透明電極２は、電源７とリード
線等で結ばれており、電源からパルス波を印加すること
により、その極性に応じて、上記双安定状態の一方を選
択する。従って、双安定状態のそれぞれで分子配列が異
なっているため、旋光度に違いが生じ、そのため明と暗
の表示を行うことができる。

第１図に示すように、強誘電性液晶５を基板に平行に、
しかも均一に配向させるための配向制御法としては、ス
メクティックＡ相の温度範囲で基板にせん断応力を加え
るシアリング法、スペーサエツジに温度勾配を与えなが
ら徐冷する温度勾配法は、基板に形成したＳｉＯ斜方蒸
着膜や高分子膜を布などでこするラビング法、そして数
十ｋＧの強磁場を印加しながら、強誘電性液晶相まで徐
冷する磁場配列方法が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの配向制御法のうち、シアリング法と温度勾配法
は、セルの大容量化に難点がある。一方、ラビング法は
、強誘電性液晶の大面積配向に適しているが、反面配向
膜に傷などの痕跡を残すため、転位などの線状欠陥が誘
起されやすく、コントラストと双安定性に悪影響を及ぼ
すという問題点がある。

これに対して、磁場配列方法は、大面積配向に適し、ま
た配向膜に痕跡を残さないので、良好なコントラストや
メモリー性が得られやすいという特長を有する。しかし
、磁場配列方法が効果的に働くのは、セル厚がほぼ３０
μｍ以上の場合に限られ、２μｍ程度の薄いセルでは磁
場を印加しても、強誘電性液晶の微小ドメインが基板界
面に防げられるので、均一に大面積にわたって成長でき
ず、従って大面積配向が得られないという問題がある。

本発明の目的は、このような強誘電性液晶分子の配向法
を実現することにより、良好なコントラストとメモリー
性を持った液晶表示素子を得ることのできる方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば即ち対向面のそれぞれに配向膜が形成さ
れている一対の平行基板間に強誘電性液晶を挟持させて
強誘電性液晶表示素子を製造する方法が提供されるので
あって、この方法は、前記配向膜の少なくとも一方を、
塗布後一方向にラビングすることにより形成するととも
に、前記液晶を等方状態になるまで加熱した後強誘電性
液晶相になるまで徐冷する過程において前記液晶に磁場
を印加することを特徴とする。

本発明の方法が適用される液晶は、温度降下とともに、
等方液体相からＳＡ相を経由してＳｃ相に至る相転移系
列を示す強誘電性液晶である。

ＳＡ相を経てＳｃ＊相に至る液晶はすべて適用対象であ
り、例えば、ＳＡ相の高温側にコレステリック相を有す
るものなどがある。このような液晶では、配向膜上を数
回（１〜３回）弱くラビングしても、ラビングの効果が
弱いために、液晶パネルを等労相からＳｃ相に徐冷して
も、良好な液晶配向が得られない。また、逆に配向膜上
を液晶配向に十分なだけラビングすると、線状欠陥が多
数誘起されてしまい、良好なコントラストや双安定性が
得られなくなってしまう。

しかし、本発明に従って、注入した液晶を等労相から、
ＳＡ相を経由して、Ｓｃ＊相に徐冷する過程において、
磁場を印加することにより、上記弱いラビング処理の場
合においても、大面積に液晶を均一配向させることがで
き、これにより得られる素子は良好なコントラストとメ
モリー性を有するということが見出された。

本発明によれば、即ち、それだけでは有効に働らかない
程度の弱いラビングを行い、これと磁場印加とを併用す
ることにより、２μｍ程度の薄いセルにおいても、線状
欠陥の発生が少なく、従って良好なコントラストとメモ
リー性とを有する液晶表示素子を供給することができる
のである。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に説明する。

尖施五上 酸化インジウムを透明電極として用いたガラス基板を洗
浄したのち、ガラス基板上にポリビニルアルコールの水
溶液をスピンコードして配向膜を形成した。１５０℃で
１時間乾燥した後、この配向膜をポリエチレン類のブラ
シで２回ラビングし、２μｍのアルミナ微粉をスペーサ
としてセルを作製した。作製した液晶表示素子は第１図
に示す構成である。次に、下記の構造式で表わされる液
晶、を等労相に加熱したのちセルに注入し、液晶セルを
作製した。

この液晶は下記の相転移系列を有する。

７６℃　　　　　　　　　　　　　　９３℃結晶相−−
→カイラルスメクティックＣ相−〉１１７℃ スメクティックＡ相−−→等方相 この液晶セルに１０ｋＧａｕｓｓの磁場を印加しながら
等方状態からＳＡ相の温度範囲まで、１℃／分の割合で
徐冷したところ、ＳＡ相の均一なドメインが形成されて
いることがわかった０次に、上記液晶セルをさらにＳｃ
＊相まで徐冷したところ、極めて良好なメモリー特性を
持った双安定状態を、得ることができ、約１：１０のコ
ントラスト比が得られた。

此ｉｉｍ 次に、実施例１を用いた液晶セルを、再び液晶が等方状
態になる温度（１２０℃）まで加熱した後、磁場を印加
しないで、１）／分の割合でＳｃ相まで徐冷したところ
、Ｓｃ＊相の微小ドメインは多数発生するものの、大き
な面積にわたって、液晶を均一に配向させることができ
なかった。偏光顕微鏡下で比較的均一に配向している部
分を選び、コントラスト比を測定したところ１：２とい
う値が得られた。

北笠皿ｌ ラビングを施さないという他に、上記実施例で用いた液
晶セルと全く同じ条件で作製した液晶セルを、液晶が等
方状態となる温度（１２０℃）まで加熱した後、この液
晶セルに１０ｋＧａｕｓｓの磁場を印加しながら、Ｓｃ
相の温度領域まで、１℃／分の割合で徐冷したところ、
Ｓど相の微小ドメインが多数発生し、均一なＳｃ相のド
メインを得ることができなかった。

以上のことから、Ｓｃ＊相の高温部にＳＡ相を有する強
誘電性液晶の場合には、パネル基板に塗布した配向膜に
弱いラビング処理（ラビング回数１〜３回）を施こすこ
とと、等方状態からＳＡ相（またはＳｃ＊相）に徐冷す
る際に１０ｋＧａｕｓｓ程度の磁場を印加することによ
り、均一に配向した強誘電性液晶相を得ることができる
ことが認められる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、Ｓｃ＊相の高温部にＳＡ相を有する強
誘電性液晶を、液晶パネルの大面積にわたって分子が均
一に配向したＳｃ＊相に形成することができるので、メ
モリー性とコントラストが良好な強誘電性液晶表示素子
を作成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例に係る液晶表示装
置の概略断面図である。 ｌ・・・透明基板、　　　２・・・透明電極、３・・・
配向膜、　　　　　４・・・スペーサ、５・・・液晶分
子、　　　６・・・自発分極、７・・・電源、　　　　
　８・・・偏光子、９・・・検光子、　　　　１０・・
・光源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、対向面のそれぞれに配向膜が形成されている一対の
   平行基板間に強誘電性液晶を挟持させて強誘電性液晶表
   示素子を製造するに当り、前記配向膜の少なくとも一方
   を、塗布後一方向にラビングすることにより形成すると
   ともに、前記液晶を等方状態になるまで加熱した後強誘
   電性液晶相になるまで徐冷する過程において前記液晶に
   磁場を印加することを特徴とする方法。