JPH09311354A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
液晶表示素子の製造方法Info
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- JPH09311354A JPH09311354A JP8123283A JP12328396A JPH09311354A JP H09311354 A JPH09311354 A JP H09311354A JP 8123283 A JP8123283 A JP 8123283A JP 12328396 A JP12328396 A JP 12328396A JP H09311354 A JPH09311354 A JP H09311354A
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強誘電性あるいは反強誘電性液晶を用いた液
晶表示素子において、均一な配向と高い応答速度を保ち
つつ、液晶層の構造を理想的なブックシェルフ型に近づ
け、明るく且つ高いコントラストを有する液晶表示素子
を提供する。 【解決手段】 液晶材料がアイソトロピック相を呈する
温度まで一旦加熱した後に徐冷する降温過程において、
スメクティックＡ相からカイラルスメクティックＣ相へ
の相転移点よりも２０℃高い温度から、上記相転移点よ
りも２０℃低い温度までの温度範囲で、電傾効果を生じ
させる交流電界を液晶材料へ印加しながら徐冷を行う。
晶表示素子において、均一な配向と高い応答速度を保ち
つつ、液晶層の構造を理想的なブックシェルフ型に近づ
け、明るく且つ高いコントラストを有する液晶表示素子
を提供する。 【解決手段】 液晶材料がアイソトロピック相を呈する
温度まで一旦加熱した後に徐冷する降温過程において、
スメクティックＡ相からカイラルスメクティックＣ相へ
の相転移点よりも２０℃高い温度から、上記相転移点よ
りも２０℃低い温度までの温度範囲で、電傾効果を生じ
させる交流電界を液晶材料へ印加しながら徐冷を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強誘電性液晶ある
いは反強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の製造方法に
関する。
いは反強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】旧来、例えば、ネマティック液晶を用い
たＴＮ(Twisted Nematic) 型およびＳＴＮ(Super-Twist
ed Nematic) 型の液晶表示素子が知られている。しかし
これらの液晶表示素子は、電気光学効果の応答速度がｍ
ｓオーダと遅いため、高速駆動を行おうとすると、画面
に乱れが生じたり、コントラストが低下したりするとい
う欠点があり、表示可能な容量に限界があった。そこ
で、近年、次世代の液晶表示素子として、強誘電性ある
いは反強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の実用化が検
討されている。
たＴＮ(Twisted Nematic) 型およびＳＴＮ(Super-Twist
ed Nematic) 型の液晶表示素子が知られている。しかし
これらの液晶表示素子は、電気光学効果の応答速度がｍ
ｓオーダと遅いため、高速駆動を行おうとすると、画面
に乱れが生じたり、コントラストが低下したりするとい
う欠点があり、表示可能な容量に限界があった。そこ
で、近年、次世代の液晶表示素子として、強誘電性ある
いは反強誘電性液晶を用いた液晶表示素子の実用化が検
討されている。
【０００３】１９７５年に、R. B. Meyer らは分子の対
称性の議論から、光学活性な分子が分子長軸に対して垂
直な方向に双極子モーメントを持っていればカイラルス
メクティックＣ相（ＳｍＣ* 相）で強誘電性を示すこと
を予想し、ＤＯＢＡＭＢＣ（2-methylbutyl p-〔p-(dec
yloxybenzylidene)-amino 〕-cinnamate) を合成し、液
晶において初めて強誘電性を確認することに成功した
（R.B.Meyer, L.Liebert, L.Strzelecki and P.Keller:
J.Phys.(Paris)36(1975)L69. 参照）。
称性の議論から、光学活性な分子が分子長軸に対して垂
直な方向に双極子モーメントを持っていればカイラルス
メクティックＣ相（ＳｍＣ* 相）で強誘電性を示すこと
を予想し、ＤＯＢＡＭＢＣ（2-methylbutyl p-〔p-(dec
yloxybenzylidene)-amino 〕-cinnamate) を合成し、液
晶において初めて強誘電性を確認することに成功した
（R.B.Meyer, L.Liebert, L.Strzelecki and P.Keller:
J.Phys.(Paris)36(1975)L69. 参照）。
【０００４】ここで、強誘電性を示すＳｍＣ* 相の構造
について説明する。ＳｍＣ* 相では、層内における液晶
分子の重心位置は無秩序であるが、図６（ａ）中にコー
ン１０１として模式的に示すように、液晶分子の長軸
（ダイレクタ１０２）は、スメクティック層を区切る層
面１０３の法線である層法線ｚに対して一定の角度θだ
け傾いている。なお、ダイレクタ１０２の傾く方向は層
から層へ僅かずつずれ、この結果、液晶分子の配向は螺
旋構造をなしている。螺旋のピッチ（ヘリカルピッチ）
は１μｍ程度であり、約１ｎｍの層間隔よりはるかに大
きい。このような分子配列をもつ相は、強誘電性液晶だ
けでなく、反強誘電性液晶においても確認されている
(A.D.L.Chandani, T.Hagiwara, Y.Suzuki, Y.Ouchi, H.
Takezoe andA.Fukuda:Jpn.J.Appl.Phys. 27(1988)L729.
参照）。
について説明する。ＳｍＣ* 相では、層内における液晶
分子の重心位置は無秩序であるが、図６（ａ）中にコー
ン１０１として模式的に示すように、液晶分子の長軸
（ダイレクタ１０２）は、スメクティック層を区切る層
面１０３の法線である層法線ｚに対して一定の角度θだ
け傾いている。なお、ダイレクタ１０２の傾く方向は層
から層へ僅かずつずれ、この結果、液晶分子の配向は螺
旋構造をなしている。螺旋のピッチ（ヘリカルピッチ）
は１μｍ程度であり、約１ｎｍの層間隔よりはるかに大
きい。このような分子配列をもつ相は、強誘電性液晶だ
けでなく、反強誘電性液晶においても確認されている
(A.D.L.Chandani, T.Hagiwara, Y.Suzuki, Y.Ouchi, H.
Takezoe andA.Fukuda:Jpn.J.Appl.Phys. 27(1988)L729.
参照）。
【０００５】Clark とLagerwall は、セル厚が１μｍ程
度（螺旋のピッチと同程度）以下になると、この螺旋構
造が消滅し、図６（ｂ）に示すように、各層の分子１０
４が印加される電界に応じて双安定状態のいずれかをと
ることを発見し、表面安定化型強誘電性液晶表示素子
（ＳＳＦＬＣ：surface stabilized ferroelectric liq
uid crystal)を提案した。これは、特開昭５６−１０７
２１６号公報、および米国特許第４３６７９２４号明細
書等に開示されている。なお、図６（ｂ）では、分子１
０４に印加されている電界の向きは、紙面に対して垂直
かつ紙面裏側から表側へ向かう方向である。そして、分
子１０４の電気双極子モーメントは、同図（ｂ）におい
て各分子内に示すように、印加電界の向きにすべて揃
う。
度（螺旋のピッチと同程度）以下になると、この螺旋構
造が消滅し、図６（ｂ）に示すように、各層の分子１０
４が印加される電界に応じて双安定状態のいずれかをと
ることを発見し、表面安定化型強誘電性液晶表示素子
（ＳＳＦＬＣ：surface stabilized ferroelectric liq
uid crystal)を提案した。これは、特開昭５６−１０７
２１６号公報、および米国特許第４３６７９２４号明細
書等に開示されている。なお、図６（ｂ）では、分子１
０４に印加されている電界の向きは、紙面に対して垂直
かつ紙面裏側から表側へ向かう方向である。そして、分
子１０４の電気双極子モーメントは、同図（ｂ）におい
て各分子内に示すように、印加電界の向きにすべて揃
う。
【０００６】図７を参照しながらその動作原理について
説明する。上述したように、薄セルとして形成されたＳ
ＳＦＬＣの分子１０４は、同図に示すとおり、印加され
る電界の方向に応じて、状態ＡおよびＢの２つの安定状
態のいずれかをとる。なお、図７に示す状態Ａでは、分
子１０４に印加されている電界の向きは、同図の紙面に
対して垂直かつ紙面表側から裏側へ向かっており、状態
Ｂでは、紙面に対して垂直かつ紙面裏側から表側へ向か
う方向である。
説明する。上述したように、薄セルとして形成されたＳ
ＳＦＬＣの分子１０４は、同図に示すとおり、印加され
る電界の方向に応じて、状態ＡおよびＢの２つの安定状
態のいずれかをとる。なお、図７に示す状態Ａでは、分
子１０４に印加されている電界の向きは、同図の紙面に
対して垂直かつ紙面表側から裏側へ向かっており、状態
Ｂでは、紙面に対して垂直かつ紙面裏側から表側へ向か
う方向である。
【０００７】このため、直交する２枚の偏光子の間に、
例えば状態Ｂのときの分子長軸が偏光子の一方の方向
（同図中に矢印で示す方向１１１）と平行になるよう
に、ＳＳＦＬＣセルを配置することにより、状態Ａの場
合には光が透過されて明状態となり、状態Ｂの場合には
光が遮断されて暗状態となる。すなわち、印加電界の方
向を切り替えることによって、白黒の表示を行うことが
可能となる。なお、分子が双安定状態の一方の状態（例
えば状態Ａ）にある場合の光軸の向きと、該分子が他方
の状態（例えば状態Ｂ）に切り替わった場合の光軸の向
きとがなす見かけの角度をメモリ角と称する。
例えば状態Ｂのときの分子長軸が偏光子の一方の方向
（同図中に矢印で示す方向１１１）と平行になるよう
に、ＳＳＦＬＣセルを配置することにより、状態Ａの場
合には光が透過されて明状態となり、状態Ｂの場合には
光が遮断されて暗状態となる。すなわち、印加電界の方
向を切り替えることによって、白黒の表示を行うことが
可能となる。なお、分子が双安定状態の一方の状態（例
えば状態Ａ）にある場合の光軸の向きと、該分子が他方
の状態（例えば状態Ｂ）に切り替わった場合の光軸の向
きとがなす見かけの角度をメモリ角と称する。
【０００８】ＳＳＦＬＣでは、自発分極と電場とが直接
相互作用するために、通常のネマティック液晶における
誘電異方性を用いたスイッチングとは異なって、電界に
対してｍｓオーダ以上の高速応答が可能である。また、
ＳＳＦＬＣは、双安定状態のいずれかに一旦スイッチす
ると、電界が消滅してもその状態を保ついわゆるメモリ
性を持つことから、常に電圧を印加する必要はない。
相互作用するために、通常のネマティック液晶における
誘電異方性を用いたスイッチングとは異なって、電界に
対してｍｓオーダ以上の高速応答が可能である。また、
ＳＳＦＬＣは、双安定状態のいずれかに一旦スイッチす
ると、電界が消滅してもその状態を保ついわゆるメモリ
性を持つことから、常に電圧を印加する必要はない。
【０００９】以上のように、ＳＳＦＬＣ型の液晶表示素
子は、高速応答性とメモリ性という特徴を利用すること
により、１走査線ごとに高速で表示内容を書き込んでゆ
くことができ、単純マトリクス駆動で大容量のディスプ
レイを実現することが可能となり、壁掛けテレビへの応
用も期待されている。
子は、高速応答性とメモリ性という特徴を利用すること
により、１走査線ごとに高速で表示内容を書き込んでゆ
くことができ、単純マトリクス駆動で大容量のディスプ
レイを実現することが可能となり、壁掛けテレビへの応
用も期待されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述のＳＳＦＬＣ内の
液晶分子の配列は、一様に、図８（ａ）に示すように、
液晶層１２０がガラス基板１２１に対して垂直な状態に
あるブックシェルフ構造をとることが理想的である。し
かしながら、実際には、同図（ｂ）に示すように、液晶
層１２０がガラス基板１２１の法線に対して折れ曲がっ
て「く」の字となる、いわゆるシェブロン構造をとる。
このため、メモリ角が小さくなって透過光量が減少した
り、反対方向に折れ曲がった層間でジグザグ欠陥と呼ば
れる配向不良が出現し、コントラストの低下を招来する
という問題が生じる。
液晶分子の配列は、一様に、図８（ａ）に示すように、
液晶層１２０がガラス基板１２１に対して垂直な状態に
あるブックシェルフ構造をとることが理想的である。し
かしながら、実際には、同図（ｂ）に示すように、液晶
層１２０がガラス基板１２１の法線に対して折れ曲がっ
て「く」の字となる、いわゆるシェブロン構造をとる。
このため、メモリ角が小さくなって透過光量が減少した
り、反対方向に折れ曲がった層間でジグザグ欠陥と呼ば
れる配向不良が出現し、コントラストの低下を招来する
という問題が生じる。
【００１１】この問題を解消するために、ＳｍＣ* 相で
電界処理を施し、液晶層を擬似ブックシェルフ構造に近
い状態にする方法が、例えば、Y.Satoら("Japanese Jou
rnalof Applied Physics" Vol.28, No.3, March, 1989,
pp.L483-L486参照) によって提案されている。しか
し、この方法は、メモリ角を増加させるという点では効
果的であるが、多数の線欠陥が発生してテクスチャが乱
れたり、印加電場に対する応答速度が非常に遅くなる等
の問題が生じるために、実際には有効な解決策とはなっ
ていない。
電界処理を施し、液晶層を擬似ブックシェルフ構造に近
い状態にする方法が、例えば、Y.Satoら("Japanese Jou
rnalof Applied Physics" Vol.28, No.3, March, 1989,
pp.L483-L486参照) によって提案されている。しか
し、この方法は、メモリ角を増加させるという点では効
果的であるが、多数の線欠陥が発生してテクスチャが乱
れたり、印加電場に対する応答速度が非常に遅くなる等
の問題が生じるために、実際には有効な解決策とはなっ
ていない。
【００１２】本発明は、上記した事情を鑑みてなされた
もので、液晶層を理想的なブックシェルフ構造に近づけ
ることによってメモリ角を増加させる製造方法を提案
し、明るく且つ高コントラストな液晶表示素子を提供す
ることを目的としている。
もので、液晶層を理想的なブックシェルフ構造に近づけ
ることによってメモリ角を増加させる製造方法を提案
し、明るく且つ高コントラストな液晶表示素子を提供す
ることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の液晶表示素子の製造方法は、一対
の基板間に液晶材料を挟持し、加熱した後に徐冷するこ
とにより上記液晶材料を所望の相へ転移させる液晶表示
素子の製造方法において、上記液晶材料として強誘電性
液晶材料および反強誘電性液晶材料のいずれか一方を用
いると共に、スメクティックＡ相からカイラルスメクテ
ィックＣ相への転移過程において、電傾効果を生じさせ
る交流電界を印加しながら徐冷することを特徴としてい
る。
めに、請求項１記載の液晶表示素子の製造方法は、一対
の基板間に液晶材料を挟持し、加熱した後に徐冷するこ
とにより上記液晶材料を所望の相へ転移させる液晶表示
素子の製造方法において、上記液晶材料として強誘電性
液晶材料および反強誘電性液晶材料のいずれか一方を用
いると共に、スメクティックＡ相からカイラルスメクテ
ィックＣ相への転移過程において、電傾効果を生じさせ
る交流電界を印加しながら徐冷することを特徴としてい
る。
【００１４】請求項１記載の製造方法によれば、強誘電
性あるいは反強誘電性の液晶材料を一旦加熱した後に徐
冷して所望の相へ転移させる降温過程において、シェブ
ロン構造が発生するスメクティックＡ相からカイラルス
メクティックＣ相への相転移過程において、電傾効果を
生じさせる交流電界を印加するという電界処理を施すこ
とによって、強誘電性あるいは反強誘電性液晶の優れた
駆動特性（低電圧駆動・高速応答性）を損なうことな
く、シェブロン構造の層の傾斜角を抑制することができ
る。なお、ここでの傾斜角とは、基板の法線に対する層
面の傾き角を指し、傾斜角が小さいほど層構造はブック
シェルフ構造に近くなり、メモリ角が増加する。
性あるいは反強誘電性の液晶材料を一旦加熱した後に徐
冷して所望の相へ転移させる降温過程において、シェブ
ロン構造が発生するスメクティックＡ相からカイラルス
メクティックＣ相への相転移過程において、電傾効果を
生じさせる交流電界を印加するという電界処理を施すこ
とによって、強誘電性あるいは反強誘電性液晶の優れた
駆動特性（低電圧駆動・高速応答性）を損なうことな
く、シェブロン構造の層の傾斜角を抑制することができ
る。なお、ここでの傾斜角とは、基板の法線に対する層
面の傾き角を指し、傾斜角が小さいほど層構造はブック
シェルフ構造に近くなり、メモリ角が増加する。
【００１５】ここで、上述の電傾効果について、図５を
参照しながら説明する。電傾効果(Electroclinic Effec
t)とは、GaroffとMeyer によって発見され、カイラルな
分子によって構成される液晶のＳｍＡ相において層面に
平行な電場を印加すると、液晶分子の長軸が層法線方向
から傾く現象である(S.Garoff and R.B.Meyer: Phys. R
ev. Lett. 38 (1977) 848.参照）。また、この電傾効果
は、ＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への相転移点近傍におい
て、転移前駆現象として顕著に観察されるものであり、
ＳｍＣ* 相における強誘電性の出現はこの電傾効果との
関わりが深いことが知られている。
参照しながら説明する。電傾効果(Electroclinic Effec
t)とは、GaroffとMeyer によって発見され、カイラルな
分子によって構成される液晶のＳｍＡ相において層面に
平行な電場を印加すると、液晶分子の長軸が層法線方向
から傾く現象である(S.Garoff and R.B.Meyer: Phys. R
ev. Lett. 38 (1977) 848.参照）。また、この電傾効果
は、ＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への相転移点近傍におい
て、転移前駆現象として顕著に観察されるものであり、
ＳｍＣ* 相における強誘電性の出現はこの電傾効果との
関わりが深いことが知られている。
【００１６】電傾効果が起こる理由は、分子の対称性に
基づいて説明することができる。印加電場がない場合
（図５においてＥ＝０の場合）、ＳｍＡ相の分子は、同
図中に矢視する層法線方向と同じ向きに分子長軸を揃
え、それを軸に自由に回転しているため、層法線方向の
単軸が対称軸として存在する。
基づいて説明することができる。印加電場がない場合
（図５においてＥ＝０の場合）、ＳｍＡ相の分子は、同
図中に矢視する層法線方向と同じ向きに分子長軸を揃
え、それを軸に自由に回転しているため、層法線方向の
単軸が対称軸として存在する。
【００１７】しかし、層に平行な電場を印加すると、分
子長軸に垂直な電気双極子モーメントが電場方向に配向
し、分子長軸に関する自由回転は制約を受ける。なお、
図５において、上記の電場は、紙面に対する法線方向に
印加され、紙面裏側から表側へ向かう方向が正方向（＋
Ｅ）、紙面表側から裏側へ向かう方向が負方向（−Ｅ）
であるものとする。電場が印加されると、層法線は対称
軸ではなくなり、巨視的な分極Ｐが層と平行方向に生じ
る。ここでは、電場誘起傾き角θは、分極Ｐと線形結合
しており（圧電性）、＋Ｅの電場を印加すると、分子長
軸は、電場方向を軸として＋θ回転する（ソフトモー
ド）。また、電場の向きを逆転して−Ｅの電場を印加す
ると分子長軸の回転方向も逆転し、−θ回転する。すな
わち、交流電界が印加されることによって電場Ｅの極性
が交互に反転すると、液晶分子は、電場方向を法線とす
る平面内で、層法線に対称に±θ方向に交互に傾くスイ
ッチング動作を行うこととなる。
子長軸に垂直な電気双極子モーメントが電場方向に配向
し、分子長軸に関する自由回転は制約を受ける。なお、
図５において、上記の電場は、紙面に対する法線方向に
印加され、紙面裏側から表側へ向かう方向が正方向（＋
Ｅ）、紙面表側から裏側へ向かう方向が負方向（−Ｅ）
であるものとする。電場が印加されると、層法線は対称
軸ではなくなり、巨視的な分極Ｐが層と平行方向に生じ
る。ここでは、電場誘起傾き角θは、分極Ｐと線形結合
しており（圧電性）、＋Ｅの電場を印加すると、分子長
軸は、電場方向を軸として＋θ回転する（ソフトモー
ド）。また、電場の向きを逆転して−Ｅの電場を印加す
ると分子長軸の回転方向も逆転し、−θ回転する。すな
わち、交流電界が印加されることによって電場Ｅの極性
が交互に反転すると、液晶分子は、電場方向を法線とす
る平面内で、層法線に対称に±θ方向に交互に傾くスイ
ッチング動作を行うこととなる。
【００１８】また、上記の電傾効果が、液晶の層面が基
板法線に対して傾斜することを抑制し得る理由は、次の
とおりであると考えられる。交流電界を印加しない場合
は、降温に伴ってＳｍＡ相からＳｍＣ* 相に相転移する
際に、液晶分子が層法線から傾くため層間隔が狭くな
り、層が基板法線に対して傾斜したシェブロン構造が出
現する。しかし、この時に、交流電界を印加することに
よって電傾効果を生じさせ、上述のように分子にスイッ
チング動作を行わせながら温度を下げて行くと、分子の
長軸が層法線方向を向く状態が瞬間的に存在しつつ相転
移が行われることとなる。この結果、層間隔の減少が緩
和され、層の傾斜が抑制されるものと考えられる。
板法線に対して傾斜することを抑制し得る理由は、次の
とおりであると考えられる。交流電界を印加しない場合
は、降温に伴ってＳｍＡ相からＳｍＣ* 相に相転移する
際に、液晶分子が層法線から傾くため層間隔が狭くな
り、層が基板法線に対して傾斜したシェブロン構造が出
現する。しかし、この時に、交流電界を印加することに
よって電傾効果を生じさせ、上述のように分子にスイッ
チング動作を行わせながら温度を下げて行くと、分子の
長軸が層法線方向を向く状態が瞬間的に存在しつつ相転
移が行われることとなる。この結果、層間隔の減少が緩
和され、層の傾斜が抑制されるものと考えられる。
【００１９】なお、電傾効果は、ＳｍＡ相からＳｍＣ*
相への相転移点の近傍で増大することが観測されてお
り、請求項１記載の製造方法は、電傾効果が顕著になる
温度範囲で交流電界の印加を行うので、層構造を理想的
なブックシェルフ構造に近づけることが可能である。ま
た、上記の温度範囲は、シェブロン構造が出現しようと
する初期過程であるため、層の基板法線に対する傾斜角
が小さく、比較的小さな電界エネルギーで層を基板に対
して垂直に保つことが可能である。また、この電界処理
によって、液晶分子の一様な配向状態（Ｃ１Ｕ配向また
はＣ２Ｕ配向）が実現され、均一なテクスチャーを得る
ことができるという利点も得られる。
相への相転移点の近傍で増大することが観測されてお
り、請求項１記載の製造方法は、電傾効果が顕著になる
温度範囲で交流電界の印加を行うので、層構造を理想的
なブックシェルフ構造に近づけることが可能である。ま
た、上記の温度範囲は、シェブロン構造が出現しようと
する初期過程であるため、層の基板法線に対する傾斜角
が小さく、比較的小さな電界エネルギーで層を基板に対
して垂直に保つことが可能である。また、この電界処理
によって、液晶分子の一様な配向状態（Ｃ１Ｕ配向また
はＣ２Ｕ配向）が実現され、均一なテクスチャーを得る
ことができるという利点も得られる。
【００２０】以上のように、請求項１記載の製造方法に
よれば、液晶層の傾斜角が緩和されてメモリ角が拡大さ
れることにより、明るく且つ高コントラストな液晶表示
素子を提供することが可能となる。
よれば、液晶層の傾斜角が緩和されてメモリ角が拡大さ
れることにより、明るく且つ高コントラストな液晶表示
素子を提供することが可能となる。
【００２１】請求項２記載の液晶表示素子の製造方法
は、請求項１記載の製造方法において、上記交流電界の
印加を開始するときの液晶材料の温度をＴB 〔℃〕、上
記交流電界の印加を終了するときの液晶材料の温度をＴ
E 〔℃〕、上記液晶材料におけるスメクティックＡ相か
らカイラルスメクティックＣ相への相転移温度をＴ
C 〔℃〕とすると、 ＴC ≦ＴB ≦ＴC ＋２０ かつ ＴC −２０≦ＴE ≦Ｔ
C を満たすと共に、上記交流電界の周波数が１Hz〜１０Ｋ
Hz、電場振幅が０．５〜３０Ｖ／μｍであることを特徴
としている。
は、請求項１記載の製造方法において、上記交流電界の
印加を開始するときの液晶材料の温度をＴB 〔℃〕、上
記交流電界の印加を終了するときの液晶材料の温度をＴ
E 〔℃〕、上記液晶材料におけるスメクティックＡ相か
らカイラルスメクティックＣ相への相転移温度をＴ
C 〔℃〕とすると、 ＴC ≦ＴB ≦ＴC ＋２０ かつ ＴC −２０≦ＴE ≦Ｔ
C を満たすと共に、上記交流電界の周波数が１Hz〜１０Ｋ
Hz、電場振幅が０．５〜３０Ｖ／μｍであることを特徴
としている。
【００２２】強誘電性液晶および反強誘電性液晶は、ス
メクティックＡ相からカイラルスメクティックＣ相への
相転移温度ＴC 〔℃〕よりも２０℃高い温度から、上記
ＴCよりも２０℃低い温度までの範囲内で、電傾効果が
顕著に発現する。このため、この温度範囲内で、周波数
１Hz〜１０ＫHz、電場振幅０．５〜３０Ｖ／μｍの交流
電界の印加を行うことにより、スメクティックＡ相から
の相転移の前駆現象としての電傾効果を有効に利用し
て、液晶層の基板法線に対する傾斜角を減少させること
が可能となる。この結果、液晶の層構造をブックシェル
フ構造に近づけることができ、明るくかつ高コントラス
トの液晶表示素子を提供することが可能となる。
メクティックＡ相からカイラルスメクティックＣ相への
相転移温度ＴC 〔℃〕よりも２０℃高い温度から、上記
ＴCよりも２０℃低い温度までの範囲内で、電傾効果が
顕著に発現する。このため、この温度範囲内で、周波数
１Hz〜１０ＫHz、電場振幅０．５〜３０Ｖ／μｍの交流
電界の印加を行うことにより、スメクティックＡ相から
の相転移の前駆現象としての電傾効果を有効に利用し
て、液晶層の基板法線に対する傾斜角を減少させること
が可能となる。この結果、液晶の層構造をブックシェル
フ構造に近づけることができ、明るくかつ高コントラス
トの液晶表示素子を提供することが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。なお、ここでは、液晶材料として負の誘電異方性を
持つ強誘電性液晶材料を用いた液晶パネルを例に挙げ、
その構成および製造方法について説明する。
１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。なお、ここでは、液晶材料として負の誘電異方性を
持つ強誘電性液晶材料を用いた液晶パネルを例に挙げ、
その構成および製造方法について説明する。
【００２４】本実施の形態に係る液晶パネルは、図２に
示すように、互いに対向する２枚のガラス基板１・２の
間に、ガラス基板１・２の各々にストライプ状に配置さ
れた透明な信号電極３および走査電極５、透明な絶縁膜
４・６、配向膜７・８、および液晶９を備えた構成であ
る。
示すように、互いに対向する２枚のガラス基板１・２の
間に、ガラス基板１・２の各々にストライプ状に配置さ
れた透明な信号電極３および走査電極５、透明な絶縁膜
４・６、配向膜７・８、および液晶９を備えた構成であ
る。
【００２５】なお、ガラス基板１の外側には偏光板１１
が配置され、この偏光板１１、ガラス基板１、信号電極
３、絶縁膜４、および配向膜７によって、電極基板１３
が形成されている。同様に、偏光板１２、ガラス基板
２、走査電極５、絶縁膜６、および配向膜８によって、
電極基板１４が形成されている。液晶９は、貼り合わさ
れた電極基板１３および１４の間に形成された空間内に
充填され、封止剤１０により封止されている。
が配置され、この偏光板１１、ガラス基板１、信号電極
３、絶縁膜４、および配向膜７によって、電極基板１３
が形成されている。同様に、偏光板１２、ガラス基板
２、走査電極５、絶縁膜６、および配向膜８によって、
電極基板１４が形成されている。液晶９は、貼り合わさ
れた電極基板１３および１４の間に形成された空間内に
充填され、封止剤１０により封止されている。
【００２６】なお、上記の偏光板１１および１２は、そ
の偏光軸が互いに直交するように配置されている。ま
た、電極基板１３および１４の間隔は、図示しないスペ
ーサによって均一に保たれている。
の偏光軸が互いに直交するように配置されている。ま
た、電極基板１３および１４の間隔は、図示しないスペ
ーサによって均一に保たれている。
【００２７】次に、上記液晶パネルの主要な製造工程に
ついて、図１のフローチャートを参照しながら説明す
る。
ついて、図１のフローチャートを参照しながら説明す
る。
【００２８】まず、ガラス基板１・２のそれぞれの表面
に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を用いて膜厚１００
ｎｍのストライプ状の信号電極３および走査電極５を形
成する（第１工程、以下、Ｓ１のように表記する）。次
に、それらの上に、ＳｉＯ2を膜厚１２０ｎｍで成膜し
て絶縁膜４・６を形成し、さらに、膜厚５０ｎｍのポリ
イミドからなる配向膜７・８を形成する（Ｓ２）。続い
て、配向膜７・８の表面に対してラビング処理を行う
（Ｓ３）。続いて、この２枚の基板に厚さ１．５μｍ程
度のスペーサを挟んで貼り合わせ（Ｓ４）、貼り合わせ
た２枚の基板の間に負の誘電異方性をもつ強誘電性液晶
材料を注入し、封止剤１０を用いて封止する（Ｓ５）。
に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を用いて膜厚１００
ｎｍのストライプ状の信号電極３および走査電極５を形
成する（第１工程、以下、Ｓ１のように表記する）。次
に、それらの上に、ＳｉＯ2を膜厚１２０ｎｍで成膜し
て絶縁膜４・６を形成し、さらに、膜厚５０ｎｍのポリ
イミドからなる配向膜７・８を形成する（Ｓ２）。続い
て、配向膜７・８の表面に対してラビング処理を行う
（Ｓ３）。続いて、この２枚の基板に厚さ１．５μｍ程
度のスペーサを挟んで貼り合わせ（Ｓ４）、貼り合わせ
た２枚の基板の間に負の誘電異方性をもつ強誘電性液晶
材料を注入し、封止剤１０を用いて封止する（Ｓ５）。
【００２９】なお、上記の強誘電性液晶の相系列は下記
のとおりである。下記のＩ相はアイソトロピック(Isoto
ropic)相、Ｎ* 相はカイラルネマティック(Chiral Nema
tic)相、ＳｍＡ相はスメクティック（Smectic)Ａ相、Ｓ
ｍＣ* 相はカイラルスメクティック(Chiral Smectic)Ｃ
相である。 Ｉ相−（ 101℃）−Ｎ* 相−（89℃）−ＳｍＡ相−（69
℃）−ＳｍＣ* 相 また、各相の間のかっこ内に示した温度は、各相間の転
移温度である。
のとおりである。下記のＩ相はアイソトロピック(Isoto
ropic)相、Ｎ* 相はカイラルネマティック(Chiral Nema
tic)相、ＳｍＡ相はスメクティック（Smectic)Ａ相、Ｓ
ｍＣ* 相はカイラルスメクティック(Chiral Smectic)Ｃ
相である。 Ｉ相−（ 101℃）−Ｎ* 相−（89℃）−ＳｍＡ相−（69
℃）−ＳｍＣ* 相 また、各相の間のかっこ内に示した温度は、各相間の転
移温度である。
【００３０】上記のＳ１〜Ｓ５の工程で形成された液晶
パネルを、強誘電性液晶材料がＩ相を呈する温度以上に
加熱し（Ｓ６）、その後、１℃／min の速度で徐冷を行
う降温過程に入る（Ｓ７）。この降温過程で、強誘電性
液晶材料は、Ｎ* 相を経てＳｍＡ相へと相転移する。こ
こで、ＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への転移温度より１５℃
上から１０℃下までの間、すなわち８４℃から５９℃の
間で、周波数１０Hz、電圧２０Ｖの交流電界を印加しな
がら、０．１℃／min の速度で徐冷を行う（Ｓ８）。液
晶材料の温度が５９℃よりも低くなった後は、１℃／mi
n の速度で室温まで徐冷を行うことにより、液晶材料
は、一様なＣ２Ｕ(C2-Uniform)配向を示すＳｍＣ* 相を
呈する液晶９となる（Ｓ９）。以上のＳ１〜Ｓ９の工程
により、強誘電性液晶パネルが作成される。
パネルを、強誘電性液晶材料がＩ相を呈する温度以上に
加熱し（Ｓ６）、その後、１℃／min の速度で徐冷を行
う降温過程に入る（Ｓ７）。この降温過程で、強誘電性
液晶材料は、Ｎ* 相を経てＳｍＡ相へと相転移する。こ
こで、ＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への転移温度より１５℃
上から１０℃下までの間、すなわち８４℃から５９℃の
間で、周波数１０Hz、電圧２０Ｖの交流電界を印加しな
がら、０．１℃／min の速度で徐冷を行う（Ｓ８）。液
晶材料の温度が５９℃よりも低くなった後は、１℃／mi
n の速度で室温まで徐冷を行うことにより、液晶材料
は、一様なＣ２Ｕ(C2-Uniform)配向を示すＳｍＣ* 相を
呈する液晶９となる（Ｓ９）。以上のＳ１〜Ｓ９の工程
により、強誘電性液晶パネルが作成される。
【００３１】次に、以上のような工程で作製した強誘電
性液晶パネルの駆動方法について説明する。本実施形態
の強誘電性液晶パネルに用いられた強誘電性液晶は、前
記したように、負の誘電異方性を有している。負の誘電
異方性をもつ強誘電性液晶は、印加電圧に対する応答時
間すなわちスイッチングに要する最小のパルス幅が、極
小値をもつといういわゆるτ−Ｖmin 特性を有すること
が知られている。
性液晶パネルの駆動方法について説明する。本実施形態
の強誘電性液晶パネルに用いられた強誘電性液晶は、前
記したように、負の誘電異方性を有している。負の誘電
異方性をもつ強誘電性液晶は、印加電圧に対する応答時
間すなわちスイッチングに要する最小のパルス幅が、極
小値をもつといういわゆるτ−Ｖmin 特性を有すること
が知られている。
【００３２】この特性を利用した駆動方法の一つとし
て、負の誘電異方性をもつ強誘電性液晶に対して、非選
択時にＡＣバイアス電場を印加することにより、分子の
揺らぎが抑制されてメモリ角が広がり（ＡＣスタビライ
ズ効果）、高コントラストかつ高明度な液晶表示パネル
を実現する駆動方法が報告されている(J.C.Jones, M.J.
Towler and E.P.Raynes: Ferroelectrics 121(1991)9
1)。
て、負の誘電異方性をもつ強誘電性液晶に対して、非選
択時にＡＣバイアス電場を印加することにより、分子の
揺らぎが抑制されてメモリ角が広がり（ＡＣスタビライ
ズ効果）、高コントラストかつ高明度な液晶表示パネル
を実現する駆動方法が報告されている(J.C.Jones, M.J.
Towler and E.P.Raynes: Ferroelectrics 121(1991)9
1)。
【００３３】この駆動方法には、Ｃ１Ｕ配向またはＣ２
Ｕ配向のいずれかを利用することができる。Ｃ２Ｕ配向
は、Ｃ１Ｕ配向に比較して、分子の揺らぎが大きく、メ
モリ角も小さいという点で若干不利であるが、駆動可能
な温度域が室温付近で広く、応答速度も速いという優れ
た特徴を有している。上記の駆動方法において、特にＣ
２Ｕ配向を利用する方法を、τ−Ｖmin モードと呼ぶ。
Ｕ配向のいずれかを利用することができる。Ｃ２Ｕ配向
は、Ｃ１Ｕ配向に比較して、分子の揺らぎが大きく、メ
モリ角も小さいという点で若干不利であるが、駆動可能
な温度域が室温付近で広く、応答速度も速いという優れ
た特徴を有している。上記の駆動方法において、特にＣ
２Ｕ配向を利用する方法を、τ−Ｖmin モードと呼ぶ。
【００３４】τ−Ｖmin モードでは、マトリクス型の電
極において、走査電極にはパルス電圧（±Ｖs ）を順次
印加し、信号電極には求められる表示状態に応じた波形
のバイアス電圧（±Ｖd ）を印加する。表示状態を書き
換えるときには、プレパルスに続いて同極性の書き換え
パルスが印加され、書き換えないときには逆極性の非書
き換えパルスが印加される。非書き換え時には書き換え
時よりも高い電圧が印加されるのが特徴である。このτ
−Ｖmin モードによれば、駆動速度の高速化、広い動作
温度範囲の点で有利で、さらにＡＣスタビライズ効果に
よって高いコントラストを得ることが可能である。
極において、走査電極にはパルス電圧（±Ｖs ）を順次
印加し、信号電極には求められる表示状態に応じた波形
のバイアス電圧（±Ｖd ）を印加する。表示状態を書き
換えるときには、プレパルスに続いて同極性の書き換え
パルスが印加され、書き換えないときには逆極性の非書
き換えパルスが印加される。非書き換え時には書き換え
時よりも高い電圧が印加されるのが特徴である。このτ
−Ｖmin モードによれば、駆動速度の高速化、広い動作
温度範囲の点で有利で、さらにＡＣスタビライズ効果に
よって高いコントラストを得ることが可能である。
【００３５】図３は、本実施形態の強誘電性液晶パネル
のＡＣスタビライズ効果、すなわち印加バイアス電圧に
対するメモリ角の値を測定した結果を示すグラフであ
る。なお、ここでは、印加バイアス電圧の周波数を１０
０ＫHzとして測定を行った。また、比較のために、後述
の比較例１および２に示すとおりに作製した液晶パネル
についても、同様に測定を行い、その結果を図３のグラ
フ中に対比させて示した。
のＡＣスタビライズ効果、すなわち印加バイアス電圧に
対するメモリ角の値を測定した結果を示すグラフであ
る。なお、ここでは、印加バイアス電圧の周波数を１０
０ＫHzとして測定を行った。また、比較のために、後述
の比較例１および２に示すとおりに作製した液晶パネル
についても、同様に測定を行い、その結果を図３のグラ
フ中に対比させて示した。
【００３６】図４は、本実施形態の液晶パネル、およ
び、比較例１または比較例２の方法で作製した液晶パネ
ルのそれぞれについて、印加バイアス電圧が無いときの
メモリ角と最小の応答時間との対応を示すグラフであ
る。
び、比較例１または比較例２の方法で作製した液晶パネ
ルのそれぞれについて、印加バイアス電圧が無いときの
メモリ角と最小の応答時間との対応を示すグラフであ
る。
【００３７】〔比較例１〕上記のＳ１〜Ｓ５の工程で形
成された液晶パネルを、強誘電性液晶材料がＩ相を呈す
る温度以上に加熱し、その後、１℃／min の速度で室温
まで徐冷した。すなわち、この比較例で作製された液晶
パネルには、上述の電界処理は施されていない。
成された液晶パネルを、強誘電性液晶材料がＩ相を呈す
る温度以上に加熱し、その後、１℃／min の速度で室温
まで徐冷した。すなわち、この比較例で作製された液晶
パネルには、上述の電界処理は施されていない。
【００３８】〔比較例２〕上記のＳ１〜Ｓ５の工程で形
成された液晶パネルを、強誘電性液晶１がＩ相を示す温
度以上に加熱した後に、１℃／min の速度で室温まで徐
冷した。その後、室温のＳｍＣ* 相で、周波数１０Hz、
電圧２０Ｖの交流電界を印加した。
成された液晶パネルを、強誘電性液晶１がＩ相を示す温
度以上に加熱した後に、１℃／min の速度で室温まで徐
冷した。その後、室温のＳｍＣ* 相で、周波数１０Hz、
電圧２０Ｖの交流電界を印加した。
【００３９】まず、本実施形態の液晶パネルと、電界処
理を施さなかった比較例１の液晶パネルとの比較を行
う。図３から明らかなように、本実施形態の液晶パネル
のメモリ角は、比較例１の液晶パネルに比べると、５度
程度広がっている。また、図４から明らかなように、本
実施形態の液晶パネルの応答時間は、比較例１の液晶パ
ネルとほぼ同等である。すなわち、電界処理を施した結
果、応答速度を低下させることなくメモリ角を増大させ
ることができた。さらに、本実施形態の液晶パネルは、
一様なＣ２Ｕ配向が観察され、これによって、比較例１
の液晶パネルに比べて高いコントラストが実現されてい
ることが確認できた。
理を施さなかった比較例１の液晶パネルとの比較を行
う。図３から明らかなように、本実施形態の液晶パネル
のメモリ角は、比較例１の液晶パネルに比べると、５度
程度広がっている。また、図４から明らかなように、本
実施形態の液晶パネルの応答時間は、比較例１の液晶パ
ネルとほぼ同等である。すなわち、電界処理を施した結
果、応答速度を低下させることなくメモリ角を増大させ
ることができた。さらに、本実施形態の液晶パネルは、
一様なＣ２Ｕ配向が観察され、これによって、比較例１
の液晶パネルに比べて高いコントラストが実現されてい
ることが確認できた。
【００４０】次に、本実施形態の液晶パネルと、ＳｍＣ
* 相で電界処理を行った比較例２の液晶パネルとの比較
を行う。図３から明らかなように、比較例２の液晶パネ
ルは、本実施形態の液晶パネルよりもさらに広いメモリ
角を有している。しかし、図４から、比較例２の液晶パ
ネルは、応答時間が著しく増大してしまうことがわか
る。さらに、比較例２の液晶パネルは、実際に画像表示
を行わせると、スイッチング不良を起こす領域や多数の
線欠陥が存在することも観察され、表示素子としての実
用化は困難であると考えられる。
* 相で電界処理を行った比較例２の液晶パネルとの比較
を行う。図３から明らかなように、比較例２の液晶パネ
ルは、本実施形態の液晶パネルよりもさらに広いメモリ
角を有している。しかし、図４から、比較例２の液晶パ
ネルは、応答時間が著しく増大してしまうことがわか
る。さらに、比較例２の液晶パネルは、実際に画像表示
を行わせると、スイッチング不良を起こす領域や多数の
線欠陥が存在することも観察され、表示素子としての実
用化は困難であると考えられる。
【００４１】すなわち、本実施形態で説明した製造方法
による液晶パネルは、比較例１および２との比較から明
らかなように、高い応答速度と広いメモリ角を有すると
共に、高コントラストが得られる等の理由から表示装置
に適していると言われる一様なＣ２Ｕ配向を実現するこ
とができた。
による液晶パネルは、比較例１および２との比較から明
らかなように、高い応答速度と広いメモリ角を有すると
共に、高コントラストが得られる等の理由から表示装置
に適していると言われる一様なＣ２Ｕ配向を実現するこ
とができた。
【００４２】以上のように、本実施形態の液晶パネル
は、ＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への転移温度近傍で、低周
波数、高電圧の交流電界を印加しながら徐冷する工程を
含む製造方法により、シェブロン構造の層傾斜角が緩和
され、理想的なブックシェルフ構造に近い層構造を有し
ている。この結果、明るく且つ高コントラストの液晶パ
ネルが実現されるという効果を奏する。
は、ＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への転移温度近傍で、低周
波数、高電圧の交流電界を印加しながら徐冷する工程を
含む製造方法により、シェブロン構造の層傾斜角が緩和
され、理想的なブックシェルフ構造に近い層構造を有し
ている。この結果、明るく且つ高コントラストの液晶パ
ネルが実現されるという効果を奏する。
【００４３】なお、上記のＳ８では、交流電界を印加す
る間の徐冷速度は、Ｓ７あるいはＳ９の１℃／min に比
較して低い値（０．１℃／min ）に設定されているが、
Ｓ７あるいはＳ９と同等の速度であっても良い。しか
し、上記Ｓ８のように、所定の温度範囲で電界処理を行
う場合に徐冷速度を遅くして、電界処理を行う時間を長
くとった方が、液晶層の傾斜角を減少させるという点で
より顕著な効果を奏することが確認された。
る間の徐冷速度は、Ｓ７あるいはＳ９の１℃／min に比
較して低い値（０．１℃／min ）に設定されているが、
Ｓ７あるいはＳ９と同等の速度であっても良い。しか
し、上記Ｓ８のように、所定の温度範囲で電界処理を行
う場合に徐冷速度を遅くして、電界処理を行う時間を長
くとった方が、液晶層の傾斜角を減少させるという点で
より顕著な効果を奏することが確認された。
【００４４】さらに、上記のＳ８で印加する交流電界に
ついて、好適な周波数の範囲は１Hz〜１０ＫHzであり、
好適な電場振幅の範囲は０．５〜３０Ｖ／μｍである。
すなわち、ＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への相転移温度より
も２０℃高い温度から２０℃低い温度までの範囲におい
て、上述の条件を満たす交流電界を印加することによっ
て、シェブロン構造の層傾斜角が緩和され、欠陥のない
均一なテクスチャーを有する配向状態が実現される。
ついて、好適な周波数の範囲は１Hz〜１０ＫHzであり、
好適な電場振幅の範囲は０．５〜３０Ｖ／μｍである。
すなわち、ＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への相転移温度より
も２０℃高い温度から２０℃低い温度までの範囲におい
て、上述の条件を満たす交流電界を印加することによっ
て、シェブロン構造の層傾斜角が緩和され、欠陥のない
均一なテクスチャーを有する配向状態が実現される。
【００４５】なお、上記した実施の形態は、本発明を限
定するものではなく、発明の範囲内で種々の変更が可能
である。例えば、上記では、液晶材料として強誘電性液
晶を用いる例を説明したが、これに限らず、電傾効果が
観測されるＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への相転移が見られ
る強誘電性あるいは反強誘電性液晶に対して上述の電界
処理を適用することができ、同様の効果を奏する。ま
た、前記した強誘電性液晶の相系列および各相間の転移
温度はあくまでも一例であり、材料組成によって種々の
相系列および相転移温度をとり得る。
定するものではなく、発明の範囲内で種々の変更が可能
である。例えば、上記では、液晶材料として強誘電性液
晶を用いる例を説明したが、これに限らず、電傾効果が
観測されるＳｍＡ相からＳｍＣ* 相への相転移が見られ
る強誘電性あるいは反強誘電性液晶に対して上述の電界
処理を適用することができ、同様の効果を奏する。ま
た、前記した強誘電性液晶の相系列および各相間の転移
温度はあくまでも一例であり、材料組成によって種々の
相系列および相転移温度をとり得る。
【００４６】また、ＳｍＣ* 相には、ＳｍＣsp * (sp=
Ａ、α、βあるいはγ等）のように表記される様々なサ
ブフェイズが存在することが知られているが、このよう
なサブフェイズの種類に関わらず、上述の電界処理を適
用して同様の効果を得ることができる。
Ａ、α、βあるいはγ等）のように表記される様々なサ
ブフェイズが存在することが知られているが、このよう
なサブフェイズの種類に関わらず、上述の電界処理を適
用して同様の効果を得ることができる。
【００４７】また、図２に示したように、ガラス基板を
用いた構成を例示したが、ガラスに限らず、透光性およ
び絶縁性に優れた材料を用いることができる。
用いた構成を例示したが、ガラスに限らず、透光性およ
び絶縁性に優れた材料を用いることができる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の液晶表示
素子の製造方法は、液晶材料として強誘電性液晶材料お
よび反強誘電性液晶材料のいずれか一方を用いると共
に、スメクティックＡ相からカイラルスメクティックＣ
相への転移過程において、電傾効果を生じさせる交流電
界を印加しながら徐冷することを特徴とする。
素子の製造方法は、液晶材料として強誘電性液晶材料お
よび反強誘電性液晶材料のいずれか一方を用いると共
に、スメクティックＡ相からカイラルスメクティックＣ
相への転移過程において、電傾効果を生じさせる交流電
界を印加しながら徐冷することを特徴とする。
【００４９】これにより、液晶分子が層法線方向を軸と
したスイッチング動作を行いながら相転移が生じるの
で、相転移の際の層間隔の減少が抑制される。この結
果、カイラルスメクティックＣ相における液晶層の構造
が理想的なブックシェルフ構造に近づくと共に、より均
一な配向状態が実現され、明るく且つ高コントラストの
液晶表示素子を提供することが可能となるという効果を
奏する。
したスイッチング動作を行いながら相転移が生じるの
で、相転移の際の層間隔の減少が抑制される。この結
果、カイラルスメクティックＣ相における液晶層の構造
が理想的なブックシェルフ構造に近づくと共に、より均
一な配向状態が実現され、明るく且つ高コントラストの
液晶表示素子を提供することが可能となるという効果を
奏する。
【００５０】請求項２記載の液晶表示素子の製造方法
は、交流電界の印加を開始するときの液晶材料の温度を
ＴB 〔℃〕、上記交流電界の印加を終了するときの液晶
材料の温度をＴE 〔℃〕、上記液晶材料におけるスメク
ティックＡ相からカイラルスメクティックＣ相への相転
移温度をＴC 〔℃〕とすると、 ＴC ≦ＴB ≦ＴC ＋２０ かつ ＴC −２０≦ＴE ≦Ｔ
C を満たすと共に、上記交流電界の周波数が１Hz〜１０Ｋ
Hz、電場振幅が０．５〜３０Ｖ／μｍであることを特徴
とする。
は、交流電界の印加を開始するときの液晶材料の温度を
ＴB 〔℃〕、上記交流電界の印加を終了するときの液晶
材料の温度をＴE 〔℃〕、上記液晶材料におけるスメク
ティックＡ相からカイラルスメクティックＣ相への相転
移温度をＴC 〔℃〕とすると、 ＴC ≦ＴB ≦ＴC ＋２０ かつ ＴC −２０≦ＴE ≦Ｔ
C を満たすと共に、上記交流電界の周波数が１Hz〜１０Ｋ
Hz、電場振幅が０．５〜３０Ｖ／μｍであることを特徴
とする。
【００５１】このように、強誘電性液晶あるいは反強誘
電性液晶の電傾効果が顕著に発現する温度範囲で電界処
理を行うことによって、液晶層の基板法線に対する傾斜
角を小さくすることができる。この結果、明るくかつ高
コントラストの液晶表示素子を提供することが可能とな
るという効果を奏する。
電性液晶の電傾効果が顕著に発現する温度範囲で電界処
理を行うことによって、液晶層の基板法線に対する傾斜
角を小さくすることができる。この結果、明るくかつ高
コントラストの液晶表示素子を提供することが可能とな
るという効果を奏する。
【図１】本発明の実施の一形態に係る液晶パネルの製造
方法の主要な工程を示すフローチャートである。
方法の主要な工程を示すフローチャートである。
【図２】上記液晶パネルの概略構造を示す断面図であ
る。
る。
【図３】上記液晶パネルにおける印加バイアス電圧に対
するメモリ角を測定し、２つの比較例と共に示したグラ
フである。
するメモリ角を測定し、２つの比較例と共に示したグラ
フである。
【図４】上記液晶パネルにおけるメモリ角と最小の応答
時間との対応を、２つの比較例と共に示したグラフであ
る。
時間との対応を、２つの比較例と共に示したグラフであ
る。
【図５】交流電界を印加することで液晶分子の長軸が層
法線方向から傾く電傾効果を示す模式図である。
法線方向から傾く電傾効果を示す模式図である。
【図６】同図（ａ）は強誘電性を呈するＳｍＣ* 相の液
晶分子の配列を示す模式図、同図（ｂ）はヘリカルピッ
チより薄いセルにおいて液晶分子の螺旋が解けた場合で
あって、紙面に対して垂直かつ紙面裏側から表側へ向か
う方向に電界が印加されたときの分子配置を、各液晶分
子の電気双極子モーメントの向きと共に示す模式図であ
る。
晶分子の配列を示す模式図、同図（ｂ）はヘリカルピッ
チより薄いセルにおいて液晶分子の螺旋が解けた場合で
あって、紙面に対して垂直かつ紙面裏側から表側へ向か
う方向に電界が印加されたときの分子配置を、各液晶分
子の電気双極子モーメントの向きと共に示す模式図であ
る。
【図７】表面安定化型強誘電性液晶表示素子の動作原理
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図８】同図（ａ）はＳｍＣ* 相におけるブックシェル
フ構造を示す模式図、同図（ｂ）はＳｍＣ* 相における
シェブロン構造を示す模式図である。
フ構造を示す模式図、同図（ｂ）はＳｍＣ* 相における
シェブロン構造を示す模式図である。
１・２ ガラス基板 ３ 信号電極 ４・６ 絶縁膜 ５ 走査電極 ７・８ 配向膜 ９ 液晶 １１・１２ 偏光板 １３・１４ 電極基板（基板）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390040604 イギリス国 ＴＨＥ ＳＥＣＲＥＴＡＲＹ ＯＦ ＳＴ ＡＴＥ ＦＯＲ ＤＥＦＥＮＣＥ ＩＮ ＨＥＲ ＢＲＩＴＡＮＮＩＣ ＭＡＪＥＳ ＴＹ’Ｓ ＧＯＶＥＲＮＭＥＮＴ ＯＦ ＴＨＥ ＵＮＥＴＥＤ ＫＩＮＧＤＯＭ ＯＦ ＧＲＥＡＴ ＢＲＩＴＡＩＮ ＡＮ Ｄ ＮＯＲＴＨＥＲＮ ＩＲＥＬＡＮＤ イギリス国 ハンプシャー ジーユー14 ０エルエックス ファーンボロー アイヴ ェリー ロード（番地なし） ディフェン ス エヴァリュエイション アンド リサ ーチ エージェンシー (72)発明者 酒匂 禎裕 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 伊藤 信行 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 向殿 充浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 ジョン クリフォード ジョーンズ イギリス国、ウースターシャー ダブリュ アール４ ３ピーエス、モルヴァーン、セ ント アンドリュース ロード（番地な し）、ディフェンス リサーチ エージェ ンシー内
Claims (2)
- 【請求項１】一対の基板間に液晶材料を挟持し、加熱し
た後に徐冷することにより上記液晶材料を所望の相へ転
移させる液晶表示素子の製造方法において、 上記液晶材料として強誘電性液晶材料および反強誘電性
液晶材料のいずれか一方を用いると共に、スメクティッ
クＡ相からカイラルスメクティックＣ相への転移過程に
おいて、電傾効果を生じさせる交流電界を印加しながら
徐冷することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 - 【請求項２】上記交流電界の印加を開始するときの液晶
材料の温度をＴB 〔℃〕、上記交流電界の印加を終了す
るときの液晶材料の温度をＴE 〔℃〕、上記液晶材料に
おけるスメクティックＡ相からカイラルスメクティック
Ｃ相への相転移温度をＴC 〔℃〕とすると、 ＴC ≦ＴB ≦ＴC ＋２０ かつ ＴC −２０≦ＴE ≦Ｔ
C を満たすと共に、 上記交流電界の周波数が１Hz〜１０ＫHz、電場振幅が
０．５〜３０Ｖ／μｍであることを特徴とする請求項１
記載の液晶表示素子の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8123283A JPH09311354A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 液晶表示素子の製造方法 |
| US08/821,477 US5897189A (en) | 1996-05-17 | 1997-03-21 | Method of manufacturing liquid crystal display element |
| GB9706534A GB2313204B (en) | 1996-05-17 | 1997-04-01 | Method of manufacturing liquid crystal display element and liquid crystal display element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8123283A JPH09311354A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 液晶表示素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311354A true JPH09311354A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14856742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8123283A Pending JPH09311354A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 液晶表示素子の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5897189A (ja) |
| JP (1) | JPH09311354A (ja) |
| GB (1) | GB2313204B (ja) |
Cited By (3)
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| KR100542083B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2006-01-12 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 강유전성 액정표시장치 제조방법 |
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| JPH10333152A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-12-18 | Denso Corp | 液晶セル |
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| KR100702012B1 (ko) * | 2005-03-22 | 2007-03-30 | 삼성전자주식회사 | 매립막 패턴들을 갖는 에스. 램들 및 그 형성방법들 |
| US8953139B2 (en) * | 2010-07-09 | 2015-02-10 | Sven T Lagerwall | Stabilization of antiferroelectric liquid crystals |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS62250419A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-10-31 | Seiko Epson Corp | 液晶電気光学素子の製造方法 |
| US5164852A (en) * | 1986-12-16 | 1992-11-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of orientating a ferroelectric liquid crystal layer by AC electric field |
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| JPH0478969A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 画像の２値化方法 |
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1996
- 1996-05-17 JP JP8123283A patent/JPH09311354A/ja active Pending
-
1997
- 1997-03-21 US US08/821,477 patent/US5897189A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-01 GB GB9706534A patent/GB2313204B/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2313204A (en) | 1997-11-19 |
| GB2313204B (en) | 2000-08-30 |
| GB9706534D0 (en) | 1997-05-21 |
| GB2313204A8 (en) | 1998-01-19 |
| US5897189A (en) | 1999-04-27 |
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