JPH07181498A - Production of ferroelectric liquid crystal device and ferroelectric liquid crystal device - Google Patents
Production of ferroelectric liquid crystal device and ferroelectric liquid crystal deviceInfo
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- JPH07181498A JPH07181498A JP34588593A JP34588593A JPH07181498A JP H07181498 A JPH07181498 A JP H07181498A JP 34588593 A JP34588593 A JP 34588593A JP 34588593 A JP34588593 A JP 34588593A JP H07181498 A JPH07181498 A JP H07181498A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置や液晶光
シャッター等の液晶装置、特に強誘電性液晶装置に関
し、詳しくは強誘電性液晶の配向状態を改善する手段及
び構成を施して表示性能を向上させた液晶装置及びその
製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal device such as a liquid crystal display device or a liquid crystal optical shutter, and more particularly to a ferroelectric liquid crystal device. The present invention relates to a liquid crystal device having improved performance and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】強誘電性液晶分子の屈折率異方性を利用
して偏光子との組み合わせにより透過光量を制御する型
の表示素子がクラーク（Ｃｌａｒｋ）およびラガーヴァ
ル（Ｌａｇｅｒｗａｌｌ）により特開昭５６−１０７２
１６号公報や米国特許第４，３６７，９２４号明細書等
で提案されている。2. Description of the Related Art A display device of the type in which the amount of transmitted light is controlled by combining it with a polarizer by utilizing the refractive index anisotropy of ferroelectric liquid crystal molecules is disclosed by Clark and Lagerwall. 56-1072
No. 16, gazette and US Pat. No. 4,367,924 are proposed.
【０００３】この強誘電性液晶は、一般に特定の温度領
域において非螺旋構造のカイラルスメクティックＣ相
（Ｓｍ*Ｃ相）ないしＨ相（Ｓｍ*Ｈ相）を呈し、これら
の相状態において、印加される電界に対して第一の光学
的安定状態と第二の光学的安定状態のいずれか一方の状
態をとり、かつ電界を取り外してもその状態を保持する
性質、即ち双安定性を有する。さらに、強誘電性液晶は
電界の変化に対する応答が速やかであるという特徴を有
することから、単純マトリクス駆動可能な高速駆動の記
憶型表示媒体として大画面で高精細な表示素子への応用
が期待されている。This ferroelectric liquid crystal generally exhibits a non-helical chiral smectic C phase (Sm * C phase) or H phase (Sm * H phase) in a specific temperature range, and is applied in these phase states. It has a property of taking one of a first optical stable state and a second optical stable state with respect to an electric field to be retained, and maintaining the state even when the electric field is removed, that is, bistability. Furthermore, since the ferroelectric liquid crystal has a characteristic that it responds quickly to changes in the electric field, it is expected to be applied to a large-screen, high-definition display element as a high-speed memory type display medium capable of simple matrix drive. ing.
【０００４】ところで、上述した非螺旋構造のカイラル
スメクティックＣ相（Ｓｍ*Ｃ相）ないしＨ相（Ｓｍ*Ｈ
相）は、数μｍ程度以下の一対の平行基板間に水平一軸
配向した強誘電性液晶層を形成し、強誘電相の液晶が表
面安定化（ｓｕｒｆａｃｅｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ：Ｓ
Ｓ）状態をとることで実現される。このＳＳ状態での液
晶のスメクティック層構造は、一般に、シェブロン構造
と呼ばれる「く」の字に折れ曲がった層構造であること
が広く知られている。この「く」の字に折れ曲がった角
度、すなわち基板法線方向からの層の傾き角（シェブロ
ン角）δは液晶素子の性能に深く関係するパラメータで
ある。偏光子との組み合わせにより透過光量を制御して
明状態と暗状態を表示する液晶素子の場合、δの大きい
構造では、液晶の二つの安定状態間の見かけのチルト角
θａを最適な２２．５°とし、かつ安定に駆動すること
が困難である。また、外部からの衝撃に対する配向構造
の強度もδが小さいほうが優れている。特にδ＝０の直
立した層構造はブックシェルフ構造と呼ばれ、液晶素子
に理想的な層構造とされている。By the way, the above-mentioned non-helical chiral smectic C phase (Sm * C phase) to H phase (Sm * H)
Phase) forms a horizontally uniaxially oriented ferroelectric liquid crystal layer between a pair of parallel substrates each having a size of about several μm or less, and the liquid crystal in the ferroelectric phase is surface-stabilized (S).
It is realized by taking the S) state. It is widely known that the smectic layer structure of the liquid crystal in the SS state is a layer structure which is generally called a chevron structure and is bent in a V shape. The angle bent into the V-shape, that is, the layer inclination angle (chevron angle) δ from the substrate normal direction is a parameter deeply related to the performance of the liquid crystal element. In the case of a liquid crystal element that controls the amount of transmitted light by combining with a polarizer to display a bright state and a dark state, in a structure with a large δ, the apparent tilt angle θa between the two stable states of the liquid crystal is optimally 22.5. And it is difficult to drive stably. Further, the smaller the δ, the better the strength of the orientation structure against external impact. In particular, an upright layer structure with δ = 0 is called a bookshelf structure, which is an ideal layer structure for a liquid crystal element.
【０００５】これまでに、ブックシェルフ構造あるいは
δの非常に小さい擬似ブックシェルフ構造を実現するた
めの幾つかの方法が提案されている。それらを列記して
みると、 ・ＤＣないしＡＣ電界を印加することで層構造を変化さ
せる方法 ・Ｓｍ*Ｃ相の液晶に電界を印加しながらずり応力を与
えて配向させる方法 ・ＳｉＯ等の酸化物を斜方蒸着した基板を互いに反平行
になるよう貼り合わせたセルを用いる方法 ・ＳｍＡ相とＳｍ*Ｃ相におけるスメクティック層間隔
の変化量の小さい液晶混合物を用いる方法 等がある。Up to now, several methods have been proposed for realizing a bookshelf structure or a pseudo bookshelf structure having a very small δ. Listed below are: -a method of changing the layer structure by applying a DC or AC electric field-a method of applying shear stress while applying an electric field to a liquid crystal of Sm * C phase to orient it-oxidation of SiO, etc. There is a method of using a cell in which substrates obtained by obliquely vapor-depositing substances are attached so as to be antiparallel to each other.-A method of using a liquid crystal mixture in which the amount of change in the smectic layer spacing in the SmA phase and the Sm * C phase is small.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、液晶素
子として好ましい配向であるブックシェルフ構造あるい
は擬似ブックシェルフ構造を実現する手段は少なく、そ
れぞれに固有の問題点も存在する。As described above, there are few means for realizing the bookshelf structure or the pseudo bookshelf structure which is the preferred orientation for the liquid crystal element, and each has its own problems.
【０００７】まず、電界を印加する方法は、層構造変化
による歪エネルギーが蓄積し、経時的、温度履歴に対し
て不安定であり、素子特性が悪化し易い。First, the method of applying an electric field accumulates strain energy due to a change in layer structure, is unstable over time and temperature history, and device characteristics are apt to deteriorate.
【０００８】次に、電界を印加しながらずり応力を与え
る方法は、セルの厚さの制御が難しく、製造上大判パネ
ルには不向きである。Next, the method of applying a shear stress while applying an electric field is difficult to control the cell thickness, and is not suitable for a large-sized panel in manufacturing.
【０００９】酸化物を斜方蒸着した基板を用いる方法も
やはり製造工程上大判パネルには不向きであり、また、
使用できる液晶材料が限定される等の問題点がある。The method of using the substrate on which the oxide is obliquely vapor-deposited is also unsuitable for a large format panel in the manufacturing process.
There is a problem that the usable liquid crystal material is limited.
【００１０】最後に、スメクティック層間隔の変化量の
小さい液晶混合物を用いる方法であるが、もともとこの
ような性質を持つ液晶は希少であるため液晶材料の選択
が限られてしまい、全てに満足する液晶材料を得られに
くい。Finally, there is a method of using a liquid crystal mixture having a small amount of change in the smectic layer interval. However, since liquid crystals having such a property are rare in the first place, selection of liquid crystal materials is limited, which satisfies all of them. It is difficult to obtain liquid crystal materials.
【００１１】このように、安定なブックシェルフ構造あ
るいは擬似ブックシェルフ構造を実現する、汎用性の高
い技術が望まれている。Thus, there is a demand for a highly versatile technique for realizing a stable bookshelf structure or pseudo bookshelf structure.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段及び作用】そこで本発明で
は、上記問題点を解決するために、Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides:
【００１３】強誘電性液晶を間に保持して対向するとと
もに、その対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に電圧を印
加するための電極が形成され、かつ強誘電性液晶を配向
させるための一軸配向処理が施された一対の基板を有
し、該基板間の配向状態における強誘電性液晶が少なく
とも２つの安定状態を示す強誘電性液晶素子を具備する
強誘電性液晶装置の製造方法において、The ferroelectric liquid crystals are opposed to each other with the liquid crystal held therebetween, and electrodes for applying a voltage to the ferroelectric liquid crystals are formed on the opposed surfaces, respectively, and the uniaxial alignment for aligning the ferroelectric liquid crystals is formed. A method for manufacturing a ferroelectric liquid crystal device, comprising a pair of substrates that have been subjected to an alignment treatment, and comprising a ferroelectric liquid crystal element in which a ferroelectric liquid crystal in an alignment state between the substrates exhibits at least two stable states,
【００１４】上記一対の基板間に強誘電性液晶を等方液
体相温度で注入した後、該強誘電性液晶が強誘電相をと
る温度まで降温する際に、該強誘電性液晶層の厚みを変
化させるものである。The thickness of the ferroelectric liquid crystal layer when the ferroelectric liquid crystal is injected between the pair of substrates at an isotropic liquid phase temperature and then cooled to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal takes the ferroelectric phase. Is what changes.
【００１５】また本発明は、上記の強誘電性液晶装置に
おいて、The present invention also provides the above ferroelectric liquid crystal device,
【００１６】少なくとも強誘電性液晶が等方液体相から
強誘電相となる温度領域で、該強誘電性液晶層の厚みを
変化させる手段を有するものである。There is provided a means for changing the thickness of the ferroelectric liquid crystal layer at least in the temperature range where the ferroelectric liquid crystal changes from the isotropic liquid phase to the ferroelectric phase.
【００１７】以下に本発明を詳細に述べる。The present invention will be described in detail below.
【００１８】一般に液晶のＳｍＡ相における層間隔ｄA
とＳｍ*Ｃ（またはＳｍＣ）相における層間隔ｄCは異な
ることが知られている。図１は液晶セルを基板に垂直な
方向から見たときの層構造をモデル的に示したものであ
る。図１のように、Ｓｍ*Ｃ相では液晶分子の長軸方向
が層法線方向から角度Θだけ傾くため、ほぼｄC＝ｄAｃ
ｏｓΘの関係になる。Generally, the layer spacing d A in the SmA phase of the liquid crystal
It is known that the layer spacing d C in the Sm * C and Sm * C (or SmC) phases are different. FIG. 1 shows a model of a layer structure of a liquid crystal cell when viewed from a direction perpendicular to a substrate. As shown in FIG. 1, in the Sm * C phase, the major axis direction of the liquid crystal molecules is tilted by an angle Θ from the layer normal direction, so that d C = d A c
It becomes the relation of osΘ.
【００１９】図２は、基板及び層に平行な方向から見た
ときの層構造で、２１はＳｍ*Ｃ相におけるシェブロン
構造、２２はＳｍＡ相におけるブックシェルフ構造を示
している。図２の２１に示すシェブロン構造の起源は、
例えば、「福田、竹添共著、強誘電性液晶の構造と物性
（コロナ社）」にも述べられているように、２２のＳｍ
Ａ相から降温によりＳｍ*Ｃ相に転移するときの層間隔
の減少を層の面積を広げることで補償するためと言われ
ている。FIG. 2 shows a layer structure when viewed from a direction parallel to the substrate and the layers, 21 is a chevron structure in the Sm * C phase, and 22 is a bookshelf structure in the SmA phase. The origin of the chevron structure shown at 21 in FIG. 2 is
For example, as described in “Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystal by Fukuda and Takezoe (Corona)”, Sm of 22
It is said that the reduction of the layer spacing at the time of transition from the A phase to the Sm * C phase due to temperature decrease is compensated by increasing the area of the layer.
【００２０】しかしながら、シェブロン構造は全ての素
子構成で生じるものではない。周知のように、反平行に
組まれたＳｉＯ斜方蒸着セルではＳｍ*Ｃ相においても
シェブロン構造をとらず斜めに傾いたブックシェルフ構
造となる。ある種の高プレチルトラビング配向膜を反平
行に組んだセルにおいても同様の結果となる。However, the chevron structure does not occur in all device configurations. As is well known, in the oblique SiO vapor deposition cell assembled in an antiparallel manner, the Sm * C phase does not have a chevron structure but has an inclined bookshelf structure. The same result is obtained in a cell in which a certain kind of high pretilt rubbing alignment film is assembled in antiparallel.
【００２１】これらの現象を考察することによって、本
発明者らは、ＳｍＡ相からブックシェルフ構造のままＳ
ｍ*Ｃ相となりうる条件を推定した。転移過程における
層間隔の減少に起因した内部エネルギーの増加、すなわ
ち、層の面積を広げようとするエネルギーが一点に集中
することによって層の変形が生じる。即ち、液晶層の中
心部に歪エネルギーが集中し、層が折れ曲がるものと考
えた。By considering these phenomena, the present inventors have found that the bookshelf structure from the SmA phase to the S
The conditions that could be m * C phase were estimated. The internal energy increases due to the decrease of the layer spacing in the transition process, that is, the energy for expanding the area of the layer is concentrated at one point, so that the layer is deformed. That is, it was considered that the strain energy was concentrated in the central portion of the liquid crystal layer and the layer was bent.
【００２２】そこで本発明では、液晶の占める空間、即
ち液晶層の厚み（以後、スメクティック層の厚さとの混
同を避けるためにセル厚とする）を固定せずに比較的自
由にするか、外部から変化させることによってスメクテ
ィック層の面積を大きくし、歪エネルギーを分散、減少
させ、ブックシェルフ構造を実現しようとするものであ
る。Therefore, in the present invention, the space occupied by the liquid crystal, that is, the thickness of the liquid crystal layer (hereinafter, referred to as cell thickness in order to avoid confusion with the thickness of the smectic layer) is not fixed but is relatively free or It is intended to realize a bookshelf structure by increasing the area of the smectic layer by dispersing the strain energy to disperse and reduce the strain energy.
【００２３】図３は、本発明の概念をモデル的に示した
ものである。本発明者らは、図のように転移点近傍でセ
ル厚を大きくすることで、ブックシェルフ構造が保たれ
ることを見いだした。ここで、セル厚の増加量は、Ｓｍ
Ａ相でのセル厚をＤA、Ｓｍ*Ｃ相でのセル厚をＤCとし
た場合、ほぼＤA／ＤC＝ｄC／ｄAでよい結果が得られる
こともわかった。FIG. 3 shows the concept of the present invention as a model. The present inventors have found that the bookshelf structure is maintained by increasing the cell thickness near the transition point as shown in the figure. Here, the increase in cell thickness is Sm
It was also found that when the cell thickness in the A phase is D A and the cell thickness in the Sm * C phase is D C , good results can be obtained with approximately D A / D C = d C / d A.
【００２４】また、液晶がＳｍＡ相からＳｍ*Ｃ相に転
移する際、セルの厚さ方向に圧力が生じるが、この圧力
を吸収する、即ち受動的にセル厚が変化できる構成を用
いても同様の結果が得られる。Further, when the liquid crystal transitions from the SmA phase to the Sm * C phase, pressure is generated in the thickness direction of the cell, but this pressure is absorbed, that is, the cell thickness can be passively changed. Similar results are obtained.
【００２５】本発明において、上記のように強誘電性液
晶層の厚み（セル厚）を変化させる手法としては、例え
ば強誘電性液晶素子を構成する前記一対の基板間に大き
さの異なる、特に好ましくは更に異なる弾性定数をもつ
少なくとも２種類のスペーサを配置し、外部より前記強
誘電性液晶素子に加える圧力を調整する方法を挙げるこ
とができる。In the present invention, as a method of changing the thickness (cell thickness) of the ferroelectric liquid crystal layer as described above, for example, the pair of substrates forming the ferroelectric liquid crystal element are different in size, Preferably, at least two kinds of spacers having different elastic constants are arranged and the pressure applied to the ferroelectric liquid crystal element from the outside is adjusted.
【００２６】また、強誘電性液晶装置自体に、強誘電性
液晶層の厚み（セル厚）を変化させる手段を付加する場
合には、例えば、前記強誘電性液晶素子に透明な板材を
一体に形成し、該板材と直接対向する側の前記基板との
間の距離を変化させる手段を付加することができる。When a means for changing the thickness (cell thickness) of the ferroelectric liquid crystal layer is added to the ferroelectric liquid crystal device itself, for example, a transparent plate material is integrated with the ferroelectric liquid crystal element. It is possible to add means for forming the same and changing the distance between the plate material and the substrate directly facing the plate material.
【００２７】なお、ある液晶の配向構造がシェブロン構
造であるか、ブックシェルフ構造であるかは、Ｘ線回折
測定から簡単に判別することができるが、Ｘ線回折測定
用のセルは一般に極く薄いガラス基板を用いる必要があ
るため、実際の液晶パネルにおいて評価することは困難
である。一般にプレチルトαが低い（α≒０）の場合、
シェブロン構造では、液晶の２つの安定状態間の見かけ
のチルト角θａは液晶の真のチルト角Θに比べて非常に
小さい（θａ／Θ＜０．６）。液晶がフックシェルフ構
造でかつユニフォーム配向をとっている場合、θａ／Θ
は、０．９以上になる。このことから、ブックシェルフ
構造を判別することができる。It should be noted that whether the orientation structure of a liquid crystal is the chevron structure or the bookshelf structure can be easily discriminated from the X-ray diffraction measurement, but the cell for the X-ray diffraction measurement is generally very small. Since it is necessary to use a thin glass substrate, it is difficult to evaluate it in an actual liquid crystal panel. Generally, when the pretilt α is low (α≈0),
In the chevron structure, the apparent tilt angle θa between the two stable states of the liquid crystal is much smaller than the true tilt angle θ of the liquid crystal (θa / Θ <0.6). If the liquid crystal has a hook shelf structure and has a uniform orientation, θa / Θ
Is 0.9 or more. From this, the bookshelf structure can be identified.
【００２８】以上のように、液晶セルの厚みが変化しう
る手段及び構成を付帯させることによって、ブックシェ
ルフ構造の配向を有する液晶装置を容易に構成すること
ができる。As described above, the liquid crystal device having a bookshelf structure orientation can be easily constructed by additionally providing the means and the structure capable of changing the thickness of the liquid crystal cell.
【００２９】[0029]
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。EXAMPLES The present invention is described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００３０】実施例１ 図４に本発明の第１の実施例に用いる強誘電性液晶パネ
ルを示す。図中４０１，４０２は強誘電性液晶素子の基
板で、それぞれの対向面に透明電極４０３及び４０４が
形成されている。さらにその上に配向膜４０５，４０６
がそれぞれ形成されており、スペーサ４０７，４０８を
挟んでシール剤４０９，４１０によって貼り付けられて
いる。この間隙に、強誘電性液晶の層４１１が形成され
ている。さらに基板４０２に対しシール剤４１２，４１
３によって透明の基板４１４が、所定の間隙４１５をも
って貼り合わせてある。４１６，４１７は互いにクロス
ニコルに組み合わされた偏光子である。 Example 1 FIG. 4 shows a ferroelectric liquid crystal panel used in the first example of the present invention. In the figure, 401 and 402 are substrates of a ferroelectric liquid crystal element, and transparent electrodes 403 and 404 are formed on their opposing surfaces. Alignment films 405 and 406 are further formed thereon.
Are formed, and they are adhered by the sealants 409 and 410 with the spacers 407 and 408 sandwiched therebetween. A ferroelectric liquid crystal layer 411 is formed in this gap. Further, the sealant 412, 41 is applied to the substrate 402.
3, a transparent substrate 414 is attached with a predetermined gap 415. Reference numerals 416 and 417 denote polarizers that are combined with each other in crossed Nicols.
【００３１】これらの部材を詳細に説明すると、まず、
３枚の基板４０１，４０２，４１４は何れも透明なガラ
ス基板で、４０１，４１４は外部からの衝撃に耐えうる
だけの強度を持たせるため、２ｍｍ程度以上の厚さを持
っている。基板４０２は、基板４０１，４１４に比べて
薄く、１ｍｍ程度の厚さである。本実施例では、基板４
０２の厚さは基板４１４の厚さに比べて薄いほうが望ま
しい。Explaining these members in detail, first,
Each of the three substrates 401, 402, 414 is a transparent glass substrate, and each of the substrates 401, 414 has a thickness of about 2 mm or more in order to have strength enough to withstand an external impact. The substrate 402 is thinner than the substrates 401 and 414 and has a thickness of about 1 mm. In this embodiment, the substrate 4
It is desirable that the thickness of 02 be smaller than the thickness of the substrate 414.
【００３２】電極４０３，４０４は共にＩＴＯをスパッ
タ法により形成したもので、１００ｎｍ程度の膜厚であ
る。これらの電極は、液晶をマトリックス駆動するため
に、それぞれ所定の電極パターンで形成され、両方の電
極が重なった部分が画素となる。The electrodes 403 and 404 are both made of ITO by a sputtering method and have a film thickness of about 100 nm. These electrodes are each formed in a predetermined electrode pattern in order to drive the liquid crystal in a matrix, and the portion where both electrodes overlap constitutes a pixel.
【００３３】配向膜４０５，４０６はポリイミドの薄膜
（厚さ３ｎｍ）をラビングしたものである。The alignment films 405 and 406 are formed by rubbing a polyimide thin film (thickness: 3 nm).
【００３４】スペーサ４０７，４０８はそれぞれ材質、
大きさが異なり、４０７は平均粒径２．２μｍのポリス
チレンビーズ、４０８は平均粒径２．０μｍのシリカビ
ーズである。The spacers 407 and 408 are made of material,
Different in size, 407 is polystyrene beads having an average particle diameter of 2.2 μm, and 408 is silica beads having an average particle diameter of 2.0 μm.
【００３５】本発明では、異なる２種類のスペーサを用
いることは重要であるが、その組み合わせ、種類は必要
に応じて最適なものを選ぶことが望ましい。選択の基準
としては大きさの異なるものを用い、（大きいほうのス
ペーサ材料の体積弾性率）＜（小さいほうのスペーサ材
料の体積弾性率）の関係にあるものがよい。本実施例で
用いているポリスチレンは、体積弾性率ｋ＝０．４×１
０10Ｐａ、シリカはｋ＝４×１０10Ｐａ程度である。ス
ペーサとして一般に使用されるシリカビーズを小さいほ
うのスペーサとして用いる場合、大きいほうのスペーサ
材料の体積弾性率の目安はｋ≦１×１０10Ｐａ程度が望
ましい。なお、スペーサとしての機能を発揮するために
は体積弾性率ｋは０．１×１０10Ｐａ程度以上であるの
が望ましい。In the present invention, it is important to use two different types of spacers, but it is desirable to select the optimal combination and type as needed. As selection criteria, those having different sizes are used, and those having a relationship of (bulk elastic modulus of larger spacer material) <(bulk elastic modulus of smaller spacer material) are preferable. The polystyrene used in this example has a bulk modulus k = 0.4 × 1.
0 10 Pa, and silica has k = 4 × 10 10 Pa or so. When silica beads that are generally used as spacers are used as the smaller spacers, it is desirable that the volumetric modulus of the larger spacer material be about k ≦ 1 × 10 10 Pa. In order to exert the function as a spacer, it is desirable that the bulk modulus k is about 0.1 × 10 10 Pa or more.
【００３６】シール材４０９，４１０，４１２，４１３
はそれぞれの基板を固定するもので、熱硬化型、光硬化
型等、何れも用いることができる。なお、基板４０２と
基板４１４の空隙部４１５は１ｍｍ程度である。Sealing materials 409, 410, 412, 413
Is for fixing the respective substrates, and any of thermosetting type and photocuring type can be used. The gap 415 between the substrate 402 and the substrate 414 is about 1 mm.
【００３７】本実施例で用いた強誘電性液晶４１１は、
ショートピッチ系の液晶（Ｒｏｓｃｈ社製ＳＢＦ６４３
０）で、カイラルＣピッチ〜０．４３μｍ、Ｐｓ８１ｎ
Ｃ／ｃｍ2、チルト角２７°（２５℃）であり、次に記
す相系列をもつ。The ferroelectric liquid crystal 411 used in this embodiment is
Short pitch liquid crystal (SBF643 manufactured by Rosch)
0), chiral C pitch ~ 0.43 μm, Ps81n
C / cm 2 , tilt angle 27 ° (25 ° C.), and has a phase sequence described below.
【００３８】[0038]
【数１】 [Equation 1]
【００３９】また、この液晶を、薄いガラス基板上にポ
リイミドの薄膜を形成して通常のラビングを施したもの
を、約２μｍの間隔で平行に貼り合わせたセルを用い
て、シェブロン角δをＸ線回折法により測定したとこ
ろ、約２２．５°であった。この液晶セルの配向構造を
解析した結果、図５に示したＣ２スプレイ配向と呼ばれ
る状態であることがわかった。A chevron angle δ of X was determined by using a cell in which a thin film of polyimide was formed on a thin glass substrate and subjected to ordinary rubbing, and the liquid crystals were attached in parallel at intervals of about 2 μm. It was about 22.5 ° as measured by the line diffraction method. As a result of analyzing the alignment structure of this liquid crystal cell, it was found to be in a state called C2 splay alignment shown in FIG.
【００４０】本実施例では、図４の構成のパネルにおい
て、液晶４１１を等方液体相温度（８０℃）で注入した
後、その温度に保ち、空隙部４１５に空気を送り込み空
隙部４１５内部の圧力を調節する。このとき必要な空気
圧はパネルの構成によって異なるが、適当な圧力を加え
ることで、液晶層４１１の厚さ（セル厚）を変えること
ができる。８０℃で測定した圧力印加前と印加後のセル
厚は、それぞれ、スペーサ４０７と４０８の径でほぼ決
まり、２．１０μｍと１．９５μｍであった。このよう
な圧力印加状態で、パネルを−２℃／ｍｉｎで徐冷し、
６０℃に達したところで、セル厚の変化が１０ｎｍ／ｄ
ｅｇとなるように常圧まで圧力を減ずる。なお、セル厚
の温度に対する変化率の絶対値は１×１０-4ｄｅｇ-1以
上であるのが好ましく、また、このとき降温による空気
自体の体積収縮も起こるので注意が必要である。これに
より、約３５℃で常圧となり、その後室温まで徐冷を続
けることにより、Ｓｍ*Ｃ相の液晶パネルが得られる。In this embodiment, in the panel having the structure shown in FIG. 4, after injecting the liquid crystal 411 at the isotropic liquid phase temperature (80 ° C.), the temperature is kept at that temperature and air is fed into the void portion 415 so that the inside of the void portion 415 is filled. Adjust pressure. The air pressure required at this time varies depending on the configuration of the panel, but the thickness (cell thickness) of the liquid crystal layer 411 can be changed by applying an appropriate pressure. The cell thicknesses before and after the pressure application measured at 80 ° C. were almost determined by the diameters of the spacers 407 and 408, and were 2.10 μm and 1.95 μm, respectively. With such pressure applied, the panel is gradually cooled at -2 ° C / min,
When the temperature reached 60 ° C, the change in cell thickness was 10 nm / d.
The pressure is reduced to normal pressure so that the pressure becomes eg. The absolute value of the rate of change of the cell thickness with respect to temperature is preferably 1 × 10 −4 deg −1 or more, and at this time, it is necessary to be careful because the volume contraction of the air itself occurs due to the temperature decrease. As a result, a normal pressure is obtained at about 35 ° C., and then by slowly cooling to room temperature, an Sm * C phase liquid crystal panel is obtained.
【００４１】ここで、液晶の２つの安定状態間の見かけ
のチルト角θａを測定したところ、２５°であり、ブッ
クシェルフないし擬似ブックシェルフ構造が実現されて
いることがわかった。また、比較のために全徐冷過程で
圧力を印加しなかった場合に得られた液晶パネルのθａ
と、全徐冷過程で一定の圧力を印加し続けた場合に得ら
れた液晶パネルのθａを測定したところ、どちらも８°
程度であった。Here, the apparent tilt angle θa between the two stable states of the liquid crystal was measured and found to be 25 °, indicating that a bookshelf or pseudo bookshelf structure was realized. For comparison, θa of the liquid crystal panel obtained when no pressure was applied during the entire slow cooling process.
Then, when θa of the liquid crystal panel obtained when a constant pressure was continuously applied during the entire slow cooling process was measured, both were 8 °.
It was about.
【００４２】なお、本実施例では空隙部４１５に空気を
導入して圧力調節したが、その他の気体や液体等、体積
変化を誘起できるものであればよいことは言うまでもな
い。In this embodiment, air is introduced into the void 415 to adjust the pressure, but it goes without saying that any other gas or liquid that can induce a volume change may be used.
【００４３】実施例２ 図６は本発明の第２の実施例に用いる強誘電性液晶パネ
ルを示している。６０１，６０２は強誘電性液晶素子の
基板で、それぞれの対向面に透明電極６０３及び６０４
が形成されている。さらにその上に配向膜６０５，６０
６がそれぞれ形成されており、スペーサ６０７を挟んで
シール剤６０８，６０９によって貼り付けられている。
この間隙に、強誘電性液晶の層６１０が形成されてい
る。 Embodiment 2 FIG. 6 shows a ferroelectric liquid crystal panel used in the second embodiment of the present invention. Reference numerals 601 and 602 denote substrates of the ferroelectric liquid crystal element, and transparent electrodes 603 and 604 are provided on the respective facing surfaces.
Are formed. Alignment films 605 and 60 are further formed on top of it.
6 are formed respectively, and the spacers 607 are sandwiched between the sealants 608 and 609.
A ferroelectric liquid crystal layer 610 is formed in this gap.
【００４４】さらに基板６０２に対しスペーサ６１４を
挟んで透明の基板６１３が対向配置され、この基板６１
３は基板６０１とシール剤６１１，６１２によって貼り
合わせてある。６１５，６１６は互いにクロスニコルに
組み合わされた偏光子である。Further, a transparent substrate 613 is arranged so as to face the substrate 602 with a spacer 614 interposed therebetween.
No. 3 is bonded to the substrate 601 with sealing agents 611 and 612. Reference numerals 615 and 616 denote polarizers that are combined with each other in crossed Nicols.
【００４５】これらの部材を詳細に説明すると、まず、
３枚の基板６０１，６０２，６１３は何れも透明ガラス
基板で、６０１，６１３が外部からの衝撃に耐えうるだ
けの強度を持たせるため、２ｍｍ程度の厚さを持ってい
る。基板６０２は、基板６０１，６１３に比べて薄く、
１ｍｍ程度の厚さである。Explaining these members in detail, first,
Each of the three substrates 601, 602 and 613 is a transparent glass substrate, and has a thickness of about 2 mm in order to give the 601 and 613 sufficient strength to withstand an external impact. The substrate 602 is thinner than the substrates 601 and 613,
It has a thickness of about 1 mm.
【００４６】電極６０３，６０４は共にＩＴＯをスパッ
タ法により形成したものである。The electrodes 603 and 604 are both formed by sputtering ITO.
【００４７】配向膜６０５，６０６はポリイミドの薄膜
（厚さ３ｎｍ）をラビングしたものである。The alignment films 605 and 606 are formed by rubbing a polyimide thin film (thickness: 3 nm).
【００４８】スペーサ６０７，６１４はそれぞれ大きさ
が異なり、６０７は平均粒径２．０μｍ、６１４は平均
粒径２０μｍのポリスチレンビーズである。Spacers 607 and 614 are different in size, and 607 is a polystyrene bead having an average particle size of 2.0 μm and 614 is a polystyrene bead having an average particle size of 20 μm.
【００４９】本実施例では、同材質のスペーサを用いて
いるため、大きさの比率を１：１０としたが、その組み
合わせ、種類、大きさは必要に応じて最適なものを選ぶ
ことができる。このような構成にすることで、スペーサ
６０７，６１４の体積弾性率、熱膨張係数によって温度
による体積（即ち径）が変化し、基板６０２を固定する
力が変化する。In the present embodiment, since the spacers made of the same material are used, the size ratio is set to 1:10, but the optimum combination, type and size can be selected as required. . With such a structure, the volume (that is, the diameter) of the spacers 607 and 614 due to temperature changes depending on the bulk elastic modulus and the coefficient of thermal expansion, and the force for fixing the substrate 602 changes.
【００５０】シール剤６０８，６０９は、液晶６１０を
封止する目的で用いており、基板６０２の位置の移動を
許容できる柔らかいものがよく、本実施例ではゴム性の
シール剤を用いている。シール剤６１１，６１２は、基
板６０１と基板６１３を固定するもので、熱硬化型、光
硬化型等、何れも用いることができる。The sealants 608 and 609 are used for the purpose of sealing the liquid crystal 610, and are preferably soft ones that allow the movement of the position of the substrate 602. In this embodiment, rubber sealants are used. The sealants 611 and 612 fix the substrate 601 and the substrate 613, and any of a thermosetting type and a photocuring type can be used.
【００５１】本実施例で用いた強誘電性液晶６１０は、
チッソ社製ＣＳ−１０１４液晶をベースとした液晶混合
物で、Ｐｓ４．７ｎＣ／ｃｍ2、チルト角２１°（３０
℃）であり、次に記す相系列をもつ。The ferroelectric liquid crystal 610 used in this embodiment is
A liquid crystal mixture based on a CS-1014 liquid crystal manufactured by Chisso Co., having a Ps of 4.7 nC / cm 2 and a tilt angle of 21 ° (30 °
° C) and has the following phase sequence.
【００５２】[0052]
【数２】 [Equation 2]
【００５３】また、この液晶を、薄いガラス基板上にポ
リイミドの薄膜を形成して通常のラビングを施したもの
を、約２μｍの間隔で平行に貼り合わせたセルを用い
て、シェブロン角δをＸ線回折法により測定したとこ
ろ、１８°であった。また、このセルのθａを測定した
ところ、１０．５°であった。A chevron angle δ of X was obtained by using a cell in which a thin film of polyimide was formed on a thin glass substrate and subjected to ordinary rubbing, and the liquid crystals were attached in parallel at intervals of about 2 μm. It was 18 ° when measured by the line diffraction method. Further, when θa of this cell was measured, it was 10.5 °.
【００５４】本実施例では、図６の構成のパネルにおい
て、液晶６１０を等方液体相温度（１００℃）で注入し
た後、パネルを−２℃／ｍｉｎで室温まで徐冷し、Ｓｍ
*Ｃ相の液晶パネルを得た。ここで、液晶の２つの安定
状態間の見かけのチルト角θａを測定したところ、２
０．２°であり、ブックシェルフないし擬似ブックシェ
ルフ構造が実現されていることがわかった。In this example, in the panel having the structure shown in FIG. 6, after the liquid crystal 610 was injected at the isotropic liquid phase temperature (100 ° C.), the panel was annealed at −2 ° C./min to room temperature to obtain Sm.
* A C-phase liquid crystal panel was obtained. Here, when the apparent tilt angle θa between the two stable states of the liquid crystal was measured,
It was 0.2 °, and it was found that a bookshelf or a pseudo bookshelf structure was realized.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば強
誘電性液晶層の厚さ（セル厚）を液晶の転移過程で変化
させることによって、液晶素子として理想的な配向構造
であるブックシェルフ構造を容易に実現することができ
るので、より性能のよい液晶装置を提供できる。As described above, according to the present invention, by changing the thickness (cell thickness) of the ferroelectric liquid crystal layer in the transition process of liquid crystal, a book having an ideal alignment structure as a liquid crystal device is obtained. Since the shelf structure can be easily realized, a liquid crystal device with higher performance can be provided.
【図１】Ｓｍ*Ｃ相での層間隔を説明するための図であ
る。FIG. 1 is a diagram for explaining a layer spacing in a Sm * C phase.
【図２】シェブロン構造を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a chevron structure.
【図３】本発明による液晶の層構造を説明するための図
である。FIG. 3 is a diagram illustrating a layer structure of a liquid crystal according to the present invention.
【図４】本発明の第１の実施例を説明するための断面図
である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the first embodiment of the present invention.
【図５】従来の層構造を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional layered structure.
【図６】本発明の第２の実施例を説明するための断面図
である。FIG. 6 is a sectional view for explaining a second embodiment of the present invention.
２１ シェブロン構造 ２２ ブックフェルフ構造 ４０１，４０２ 素子基板 ４０３，４０４ 透明電極 ４０５，４０６ 配向膜 ４０７，４０８ スペーサ ４０９，４１０ シール剤 ４１１ 強誘電性液晶層 ４１２，４１３ シール剤 ４１４ 透明基板 ４１５ 間隙 ４１６，４１７ クロスニコル ６０１，６０２ 素子基板 ６０３，６０４ 透明電極 ６０５，６０６ 配向膜 ６０７ スペーサ ６０８，６０９ シール剤 ６１０ 強誘電性液晶層 ６１１，６１２ シール剤 ６１３ 透明基板 ６１４ スペーサ ６１５，６１６ クロスニコル 21 Chevron structure 22 Bookfelf structure 401, 402 Element substrate 403, 404 Transparent electrode 405, 406 Alignment film 407, 408 Spacer 409, 410 Sealing agent 411 Ferroelectric liquid crystal layer 412, 413 Sealing agent 414 Transparent substrate 415 Gap 416, 16 417 Crossed Nicols 601 and 602 Element substrates 603 and 604 Transparent electrodes 605 and 606 Alignment films 607 Spacers 608 and 609 Sealing agents 610 Ferroelectric liquid crystal layers 611 and 612 Sealing agents 613 Transparent substrates 614 Spacers 615 and 616 Crossed Nicols
Claims (9)
ともに、その対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に電圧を
印加するための電極が形成され、かつ強誘電性液晶を配
向させるための一軸配向処理が施された一対の基板を有
し、該基板間の配向状態における強誘電性液晶が少なく
とも２つの安定状態を示す強誘電性液晶素子を具備する
強誘電性液晶装置の製造方法において、 上記一対の基板間に強誘電性液晶を等方液体相温度で注
入した後、該強誘電性液晶が強誘電相をとる温度まで降
温する際に、該強誘電性液晶層の厚みを変化させること
を特徴とする強誘電性液晶装置の製造方法。1. A ferroelectric liquid crystal is sandwiched between and opposed to each other, and an electrode for applying a voltage to the ferroelectric liquid crystal is formed on each of the opposed surfaces, and the ferroelectric liquid crystal is aligned. Method for manufacturing a ferroelectric liquid crystal device, comprising a pair of substrates that have been subjected to uniaxial alignment treatment, and comprising a ferroelectric liquid crystal element in which a ferroelectric liquid crystal in an alignment state between the substrates exhibits at least two stable states In, when the ferroelectric liquid crystal is injected between the pair of substrates at an isotropic liquid phase temperature, the thickness of the ferroelectric liquid crystal layer is reduced when the temperature is lowered to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal takes the ferroelectric phase. A method for manufacturing a ferroelectric liquid crystal device, which comprises changing the liquid crystal display device.
なくとも２種類のスペーサを配置し、前記強誘電性液晶
素子に加える圧力を調整することで、強誘電性液晶層の
厚みを変化させることを特徴とする請求項１に記載の強
誘電性液晶装置の製造方法。2. The thickness of the ferroelectric liquid crystal layer is changed by disposing at least two kinds of spacers having different sizes between the pair of substrates and adjusting the pressure applied to the ferroelectric liquid crystal element. The method of manufacturing a ferroelectric liquid crystal device according to claim 1, wherein
ペーサが、それぞれ異なる弾性定数をもつことを特徴と
する請求項２に記載の強誘電性液晶装置の製造方法。3. The method of manufacturing a ferroelectric liquid crystal device according to claim 2, wherein the at least two types of spacers having different sizes have different elastic constants.
ともに、その対向面にはそれぞれ強誘電性液晶に電圧を
印加するための電極が形成され、かつ強誘電性液晶を配
向させるための一軸配向処理が施された一対の基板を有
し、該基板間の配向状態における強誘電性液晶が少なく
とも２つの安定状態を示す強誘電性液晶素子を具備する
強誘電性液晶装置において、 少なくとも該強誘電性液晶が等方液体相から強誘電相と
なる温度領域で、該強誘電性液晶層の厚みを変化させる
手段を有することを特徴とする強誘電性液晶装置。4. Ferroelectric liquid crystal is sandwiched between them to oppose each other, and electrodes for applying a voltage to the ferroelectric liquid crystal are formed on the opposing surfaces, and the ferroelectric liquid crystal is oriented. A ferroelectric liquid crystal device comprising: a pair of substrates that have been subjected to uniaxial alignment treatment, and a ferroelectric liquid crystal device that exhibits at least two stable states of ferroelectric liquid crystal in an alignment state between the substrates, A ferroelectric liquid crystal device comprising means for changing the thickness of the ferroelectric liquid crystal layer in a temperature range in which the ferroelectric liquid crystal changes from an isotropic liquid phase to a ferroelectric phase.
手段は、前記強誘電性液晶素子と一体に形成した透明な
板材と、該板材と直接対向する側の前記基板との間の距
離を変化させる手段であることを特徴とする請求項４に
記載の強誘電性液晶装置。5. The means for changing the thickness of the ferroelectric liquid crystal layer is a distance between a transparent plate material integrally formed with the ferroelectric liquid crystal element and the substrate on the side directly facing the plate material. 5. The ferroelectric liquid crystal device according to claim 4, which is a means for changing
なくとも２種類のスペーサを配置したことを特徴とする
請求項５に記載の強誘電性液晶装置。6. The ferroelectric liquid crystal device according to claim 5, wherein at least two types of spacers having different sizes are arranged between the pair of substrates.
スペーサが、それぞれ異なる弾性定数をもつことを特徴
とする請求項６に記載の強誘電性液晶装置。7. The ferroelectric liquid crystal device according to claim 6, wherein the at least two types of spacers having different sizes have different elastic constants.
基板との間と、前記一対の基板間に、それぞれ異なる大
きさ及び／又は異なる弾性定数及び／又は異なる熱膨張
率をもつスペーサを配置したことを特徴とする請求項５
に記載の強誘電性液晶装置。8. A spacer having a different size and / or a different elastic constant and / or a different coefficient of thermal expansion is provided between the plate member and the substrate directly opposite to the plate member and between the pair of substrates. It has been arranged, The claim 5 characterized by the above-mentioned.
A ferroelectric liquid crystal device according to item 1.
る変化率の絶対値が１×１０-4ｄｅｇ-1以上であること
を特徴とする請求項４に記載の強誘電性液晶装置。9. The ferroelectric liquid crystal device according to claim 4, wherein an absolute value of a rate of change of the thickness of the ferroelectric liquid crystal layer with respect to temperature is 1 × 10 −4 deg −1 or more. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34588593A JPH07181498A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Production of ferroelectric liquid crystal device and ferroelectric liquid crystal device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34588593A JPH07181498A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Production of ferroelectric liquid crystal device and ferroelectric liquid crystal device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07181498A true JPH07181498A (en) | 1995-07-21 |
Family
ID=18379653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34588593A Withdrawn JPH07181498A (en) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | Production of ferroelectric liquid crystal device and ferroelectric liquid crystal device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07181498A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100412489B1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | ferroelectric liquid crystal display |
| KR100412491B1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | Reflective type ferroelectric liquid crystal display |
| JP2012208197A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | Ferroelectric liquid crystal display element and manufacturing method therefor |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP34588593A patent/JPH07181498A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100412489B1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | ferroelectric liquid crystal display |
| KR100412491B1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | Reflective type ferroelectric liquid crystal display |
| JP2012208197A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | Ferroelectric liquid crystal display element and manufacturing method therefor |
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