JPH07181498A - 強誘電性液晶装置の製造方法及び強誘電性液晶装置 - Google Patents
強誘電性液晶装置の製造方法及び強誘電性液晶装置Info
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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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- ferroelectric
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強誘電性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実現可能な汎用性の高い強誘
電性液晶装置を提供することにある。 【構成】 一対の素子基板６０１，６０２で構成される
強誘電性液晶素子に透明基板６１３を一体に形成し、基
板６０１，６０２間及び基板６０２，６１３間にそれぞ
れ異なる大きさのスペーサ６０７及びスペーサ６１４を
配置し、強誘電性液晶層６１０の厚みを等方液体相から
強誘電相となる温度領域で変化させる手段を施した強誘
電性液晶装置。
あるブックシェルフ構造を実現可能な汎用性の高い強誘
電性液晶装置を提供することにある。 【構成】 一対の素子基板６０１，６０２で構成される
強誘電性液晶素子に透明基板６１３を一体に形成し、基
板６０１，６０２間及び基板６０２，６１３間にそれぞ
れ異なる大きさのスペーサ６０７及びスペーサ６１４を
配置し、強誘電性液晶層６１０の厚みを等方液体相から
強誘電相となる温度領域で変化させる手段を施した強誘
電性液晶装置。
Description
【発明の詳細な説明】
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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、
は、上記問題点を解決するために、
【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、
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、
【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。
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。
【００１５】また本発明は、上記の強誘電性液晶装置に
おいて、
おいて、
【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。
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。
【００１７】以下に本発明を詳細に述べる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
（厚さ３ｎｍ）をラビングしたものである。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００３８】
【数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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
タ法により形成したものである。
【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。
（厚さ３ｎｍ）をラビングしたものである。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００５２】
【数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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】Ｓｍ*Ｃ相での層間隔を説明するための図であ
る。
る。
【図２】シェブロン構造を説明するための図である。
【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。
である。
【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。
である。
【図５】従来の層構造を説明するための図である。
【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。
である。
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
Claims (9)
- 【請求項１】 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、 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。 - 【請求項２】 前記一対の基板間に、大きさの異なる少
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。 - 【請求項３】前記大きさの異なる少なくとも２種類のス
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２に記載の強誘電性液晶装置の製造方法。 - 【請求項４】 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。 - 【請求項５】 前記強誘電性液晶層の厚みを変化させる
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。 - 【請求項６】 前記一対の基板間に、大きさの異なる少
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。 - 【請求項７】 前記大きさの異なる少なくとも２種類の
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。 - 【請求項８】 前記板材とこれに直接対向する側の前記
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。 - 【請求項９】 前記強誘電性液晶層の厚さの温度に対す
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34588593A JPH07181498A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 強誘電性液晶装置の製造方法及び強誘電性液晶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34588593A JPH07181498A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 強誘電性液晶装置の製造方法及び強誘電性液晶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07181498A true JPH07181498A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18379653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34588593A Withdrawn JPH07181498A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 強誘電性液晶装置の製造方法及び強誘電性液晶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07181498A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100412491B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | 반사형 강유전성 액정 표시장치 및 그 구동방법 |
| KR100412489B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | 강유전성 액정 표시장치 및 그 구동방법 |
| JP2012208197A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | 強誘電性液晶表示素子及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP34588593A patent/JPH07181498A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100412491B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | 반사형 강유전성 액정 표시장치 및 그 구동방법 |
| KR100412489B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2003-12-31 | 삼성전자주식회사 | 강유전성 액정 표시장치 및 그 구동방법 |
| JP2012208197A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | 強誘電性液晶表示素子及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |