JPS60188925A - 光学変調素子の製造法 - Google Patents
光学変調素子の製造法Info
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- JPS60188925A JPS60188925A JP59044882A JP4488284A JPS60188925A JP S60188925 A JPS60188925 A JP S60188925A JP 59044882 A JP59044882 A JP 59044882A JP 4488284 A JP4488284 A JP 4488284A JP S60188925 A JPS60188925 A JP S60188925A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
交血公■
本発明は、液晶表示素子や液晶−光シヤツターアレイ・
等の液晶素子を用いた光学変調素子に関し、更に、ｉ’
ｎ Ｌ ＜は、液晶分子の初期配向状態を改善すること
により表示ならびに駆動特性を改善した光学変調素子に
関する。
等の液晶素子を用いた光学変調素子に関し、更に、ｉ’
ｎ Ｌ ＜は、液晶分子の初期配向状態を改善すること
により表示ならびに駆動特性を改善した光学変調素子に
関する。
亀荒韮ｌ
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号を選択印加し、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、
この表示素イ及びその駆動法には以下に述べる如き致命
的ともＪえる大きな欠点がある。
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号を選択印加し、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、
この表示素イ及びその駆動法には以下に述べる如き致命
的ともＪえる大きな欠点がある。
１＋１１ち、画素密瓜を高く、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るのは殆んどが、例えばＭ、５ｃ
ｈａｄｔとＷ、Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ著” Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ″Ｖｏ、＋８、Ｎｏ、
４（１１１７１、２，１５）、Ｐ、１．２７〜１２８の
Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ０ｐｔｉｃａｌ
Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｌ
１ｌａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ”に示さ
れたＴ Ｎ （ｔｗｉｓｔｅｄ 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。一方、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」−下に互いにクロスニコル関係に
ある直線偏光ｒ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、４＋３”Ｊ
電極が選択されない領域、或いは走査電極か選４ＪＩ！
されず、信号電極が選択される領域（所謂” ゛ｌ’選
択点°°）にも有限に電界がかかつてしまう。選択点に
かかる電圧と、半選択点にかかる電圧の差が充分に大き
く、液晶分子を電界に垂直に配列させるのに黄する電圧
閾値がこの中間の電圧（＋７ｉに設定されるならば、表
示素子は正常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・つの選択点に有効な電界がかかつている時間
（ｄｕｔｙ比）がｌ／Ｎの割合で減少してしまう、こｌ
ハ す−□〜’ｉＬｆ／Ｌｌ 記 Ｉ ｔ ツメ ル
り〒 う 沓 上晶 春 の 肩 劇マ 占 、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Ｆやクロストークが避は蕪い欠点となっている。
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るのは殆んどが、例えばＭ、５ｃ
ｈａｄｔとＷ、Ｈｅ１ｆｒｉｃｈ著” Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ″Ｖｏ、＋８、Ｎｏ、
４（１１１７１、２，１５）、Ｐ、１．２７〜１２８の
Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ０ｐｔｉｃａｌ
Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｌ
１ｌａｔｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ”に示さ
れたＴ Ｎ （ｔｗｉｓｔｅｄ 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。一方、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」−下に互いにクロスニコル関係に
ある直線偏光ｒ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、４＋３”Ｊ
電極が選択されない領域、或いは走査電極か選４ＪＩ！
されず、信号電極が選択される領域（所謂” ゛ｌ’選
択点°°）にも有限に電界がかかつてしまう。選択点に
かかる電圧と、半選択点にかかる電圧の差が充分に大き
く、液晶分子を電界に垂直に配列させるのに黄する電圧
閾値がこの中間の電圧（＋７ｉに設定されるならば、表
示素子は正常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・つの選択点に有効な電界がかかつている時間
（ｄｕｔｙ比）がｌ／Ｎの割合で減少してしまう、こｌ
ハ す−□〜’ｉＬｆ／Ｌｌ 記 Ｉ ｔ ツメ ル
り〒 う 沓 上晶 春 の 肩 劇マ 占 、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Ｆやクロストークが避は蕪い欠点となっている。
このような現象は、双安定性を有さない液晶（電極面に
対し、液晶分子が水平に配向しているのが安定状態であ
り、電界が有効に印加されている間のみ垂直に配向する
）を１ｌＮｒ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）ときに生ずる本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、多重マトリクス法等が既に提案されて
いるが、いずれの方法でも不充分であり、表示素子の大
画面化や高密度化は、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。
対し、液晶分子が水平に配向しているのが安定状態であ
り、電界が有効に印加されている間のみ垂直に配向する
）を１ｌＮｒ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）ときに生ずる本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、多重マトリクス法等が既に提案されて
いるが、いずれの方法でも不充分であり、表示素子の大
画面化や高密度化は、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。
一方、プリンタ分野を眺めて見るに、電気信号を入力と
してハードコピーを得る手段として、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
在数も優れている。
してハードコピーを得る手段として、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
在数も優れている。
ところかＬＢＰには、
ｌ 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静ｉ’？が発生し
、また厳しい機械的精度が要求される。なと の欠点がある。この様な欠点を解消すべく電気信号を光
４１１号に変換する素子として、液晶シャッターアレイ
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、たとえは２００ｍｍの長さ
の中に画素信号を２０ｄｏｔ／ｌｌｌｌ１１の、１；１
合で１呻き込むためには、４０００個の信号発生部をイ
１していなければならず、それぞれに独１′ノシた（１
）号・をす、えるためには、元来それぞれの信は発生部
全てに信号を送るリード線を配線しなけれはならす、製
作］、困難であった。
スキャナの様な高速の駆動部分があり静ｉ’？が発生し
、また厳しい機械的精度が要求される。なと の欠点がある。この様な欠点を解消すべく電気信号を光
４１１号に変換する素子として、液晶シャッターアレイ
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、たとえは２００ｍｍの長さ
の中に画素信号を２０ｄｏｔ／ｌｌｌｌ１１の、１；１
合で１呻き込むためには、４０００個の信号発生部をイ
１していなければならず、それぞれに独１′ノシた（１
）号・をす、えるためには、元来それぞれの信は発生部
全てに信号を送るリード線を配線しなけれはならす、製
作］、困難であった。
そのため、ｌ ＬＩＮＥ （ライン）分の画素信号を数
１５に分割された信″−′ｆ発生部により、時分割して
与えする試みがなされている。この様にすれば、信号を
り、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減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
双安定性を右さない液晶を用いて行数（Ｎ）を増して行
くと、信号ＯＮの１１！； １１１１が実質的に１／Ｎ
となり感光体Ｊ二で７ｉＩられる光間が減少してしまっ
たり、クロスト−りの問題か生ずるという難点がある。
１５に分割された信″−′ｆ発生部により、時分割して
与えする試みがなされている。この様にすれば、信号を
り、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減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
双安定性を右さない液晶を用いて行数（Ｎ）を増して行
くと、信号ＯＮの１１！； １１１１が実質的に１／Ｎ
となり感光体Ｊ二で７ｉＩられる光間が減少してしまっ
たり、クロスト−りの問題か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、Ｃ１ａｒｋお
よびＬａｇｅｒｗａｌ １により提案されている（特開
昭５６−１０７２１８号公報、米国４、−詐第４３８７
９２４号明細書等）。双安定性を有する液晶としては。
て、双安定性を有する液晶素子の使用が、Ｃ１ａｒｋお
よびＬａｇｅｒｗａｌ １により提案されている（特開
昭５６−１０７２１８号公報、米国４、−詐第４３８７
９２４号明細書等）。双安定性を有する液晶としては。
−殻に、カイラルスメクティンクＣ相（５ｆｆｌｃり又
はＨ相（ＳｍＨ零）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
の光学安定状態からなる双安定状ｇ、ｉ７．を右し、従
って前述のＴＮ型の液晶で用いられた光学変調素子とは
異なり１例えば一方の電界ベクトルに対して第１の光学
的安定状態に液晶か配向し、他方の電界ベクトンに対し
てはｆｆｔ、２の光学安定状態に液晶が配向される。ま
たこの４１！の液晶は、加えられる−り界に応答して、
極めて速やかに上記２つの安定状ｍ；のいずれかを取り
、且つ電界の印加のないときはその状Ｅ；を維持する性
質を有する。このようなＰ１賀を利用することにより、
」二連した従来のＴＮ型；も子の問題点の多くに対して
、がなり木質的な改〆ｔか１すられる。この点は、本発
明と関連して、以下に、更に詳細に説す１する。しかし
なから、この双安定性を有する液晶を用いる光学変調素
ｆか所疋の駆動特性を発揮するためには、・対の１・行
ノ、（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゛ＩＥ；の間での変換か効果
的に起るような分子配列状態にあることが必要である。
はＨ相（ＳｍＨ零）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
の光学安定状態からなる双安定状ｇ、ｉ７．を右し、従
って前述のＴＮ型の液晶で用いられた光学変調素子とは
異なり１例えば一方の電界ベクトルに対して第１の光学
的安定状態に液晶か配向し、他方の電界ベクトンに対し
てはｆｆｔ、２の光学安定状態に液晶が配向される。ま
たこの４１！の液晶は、加えられる−り界に応答して、
極めて速やかに上記２つの安定状ｍ；のいずれかを取り
、且つ電界の印加のないときはその状Ｅ；を維持する性
質を有する。このようなＰ１賀を利用することにより、
」二連した従来のＴＮ型；も子の問題点の多くに対して
、がなり木質的な改〆ｔか１すられる。この点は、本発
明と関連して、以下に、更に詳細に説す１する。しかし
なから、この双安定性を有する液晶を用いる光学変調素
ｆか所疋の駆動特性を発揮するためには、・対の１・行
ノ、（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゛ＩＥ；の間での変換か効果
的に起るような分子配列状態にあることが必要である。
たとえばＳｍＣ”またはＳ ｒｎ ＩＩ ”相を右する
強誘電性液晶については。
強誘電性液晶については。
ＳｍＣ’またはＳｍＨ”相を有する液晶分子層が基板面
に対してＩＦ直で、したがって液晶分子軸が）、（板面
にほぼ一！ｉ行に配列した領域（モノドメイン）か形成
される必要がある。しかしながら、従来の双安定＋’Ｉ
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１！；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。
に対してＩＦ直で、したがって液晶分子軸が）、（板面
にほぼ一！ｉ行に配列した領域（モノドメイン）か形成
される必要がある。しかしながら、従来の双安定＋’Ｉ
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１！；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。
たとえば、Ｃ１ａｒｋらによれば、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、基板間に小間隔で’１Ｉ４ｉなリッジ（ｒｉ
ｄｇｅ）を配列する方法などが提案されている。しかし
ながら、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。
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、基板間に小間隔で’１Ｉ４ｉなリッジ（ｒｉ
ｄｇｅ）を配列する方法などが提案されている。しかし
ながら、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。
する方法と両立しないという難点がある。
またセル内に平行なりッジを配列する方Ｖ、では。
それのみによっては、安定な配向効果を与えられない。
坐」Ｌの」［的
本発明の主要な１］的は、上述した？３情に鑑み、高速
応答性、高密度画素と大面積を有する表ｊｊ＜素ｆ、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性を有する強誘電性液晶を使用す
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りすることにより、そ
の特性を充分に発揮させ得る光学変調素子を提供するこ
とにある。
応答性、高密度画素と大面積を有する表ｊｊ＜素ｆ、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性を有する強誘電性液晶を使用す
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りすることにより、そ
の特性を充分に発揮させ得る光学変調素子を提供するこ
とにある。
発」ＬりＪＡＪｊ
本発明者らは、上述の目的で更に研究した結果、液晶な
挾持する一対の平行基板にラビング等によるー・軸性配
向処理効果とストライプ状の側壁を４１する構造部材の
配列による構造的配向制御効果を（ＪＩ用し、且つ−・
軸性配向処理方向と構造部材の配列方向とを相関づけて
規制することにより、液晶の双安定性に基づく作動特性
との両立性の優れたモノドメイン構造が得られることを
見出した。
挾持する一対の平行基板にラビング等によるー・軸性配
向処理効果とストライプ状の側壁を４１する構造部材の
配列による構造的配向制御効果を（ＪＩ用し、且つ−・
軸性配向処理方向と構造部材の配列方向とを相関づけて
規制することにより、液晶の双安定性に基づく作動特性
との両立性の優れたモノドメイン構造が得られることを
見出した。
４、シに、コレステリック相よりスメクティック相例え
ばＳｍＡ（スメクティックＡ相）等の低温状態へ移行す
る降Ａ１１過程における配向性に着目したところ、高温
側のコレステリック相より低温側のスメクティック相へ
相転移する場合、液晶と界面で接する基板の面に液晶の
分子軸方向を優先して一方向に配列させる効果を封与し
、基板間にストライプ構造部材を配置′することにより
、例えばＳｍＡの液晶分子が一方向に配列したモノドメ
インを形成することができ、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層のモノドメイン性を両立
しうる構造の液晶素子が得られることを見い出した。
ばＳｍＡ（スメクティックＡ相）等の低温状態へ移行す
る降Ａ１１過程における配向性に着目したところ、高温
側のコレステリック相より低温側のスメクティック相へ
相転移する場合、液晶と界面で接する基板の面に液晶の
分子軸方向を優先して一方向に配列させる効果を封与し
、基板間にストライプ構造部材を配置′することにより
、例えばＳｍＡの液晶分子が一方向に配列したモノドメ
インを形成することができ、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層のモノドメイン性を両立
しうる構造の液晶素子が得られることを見い出した。
本発明の光学変調素子は、このような知見に基づくもの
であり、より詳しくは、一対の平行基板間に強誘電性液
晶を挾持させてなる光学変調素子において、該一対の平
行基板のうちの第１の基板の液晶と接触する側の面には
、それぞれ側１ｖを有する複数の構造部材がストライプ
状に配置され、ｆｔＩｊ２の基板の液晶と接する側の面
には、前記第１の基板」二の複数の構造部材の延長方向
とほぼ平行もしくは垂直な方向の一軸性配向処理が施こ
されていることを特徴とするものである。
であり、より詳しくは、一対の平行基板間に強誘電性液
晶を挾持させてなる光学変調素子において、該一対の平
行基板のうちの第１の基板の液晶と接触する側の面には
、それぞれ側１ｖを有する複数の構造部材がストライプ
状に配置され、ｆｔＩｊ２の基板の液晶と接する側の面
には、前記第１の基板」二の複数の構造部材の延長方向
とほぼ平行もしくは垂直な方向の一軸性配向処理が施こ
されていることを特徴とするものである。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。
細に説明する。
本発明で用いる液晶は、強誘電性を有するものであって
、其体的にはカイラルスメクテイツクＣ相（Ｓ＋ｓＣり
又はＨ相（ＳｍＨりを有する液晶を用いることができる
。
、其体的にはカイラルスメクテイツクＣ相（Ｓ＋ｓＣり
又はＨ相（ＳｍＨりを有する液晶を用いることができる
。
強誘電性液晶の、ｉＴ細については、たとえばＬＥ Ｊ
ＯＵＲＮＡＬ［］Ｅ ＰＨＹＳＩＱＵＥＬＥＴＴＥＲＳ
” ３６ （ｊＬ−６９）１９７５、ｒＦｅｒｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ Ｊ
；”Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｂｙａｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
”３６ （ｌ ｌ） ｌ ９８０ ｒｓｕｂｍｉｃｒｏ
５ｓｃｏｎｄ Ｂ１−５ｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｏｐｔｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｌｉｑｕｉｄ
ＣｒｙｓｔａｌｓＪ ； ”固体物理”１６ （１４１
）１９８１「液晶」等に記載されており１本発明ではこ
れらに開ノ１＜された強誘電性液晶を用いることができ
る。
ＯＵＲＮＡＬ［］Ｅ ＰＨＹＳＩＱＵＥＬＥＴＴＥＲＳ
” ３６ （ｊＬ−６９）１９７５、ｒＦｅｒｒｏｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ Ｊ
；”Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｂｙａｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
”３６ （ｌ ｌ） ｌ ９８０ ｒｓｕｂｍｉｃｒｏ
５ｓｃｏｎｄ Ｂ１−５ｔａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｏｐｔｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ Ｌｉｑｕｉｄ
ＣｒｙｓｔａｌｓＪ ； ”固体物理”１６ （１４１
）１９８１「液晶」等に記載されており１本発明ではこ
れらに開ノ１＜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−ｐｏ−アミノ−２−メチールブチル シンナ
メート（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジリデ
ン−ｐｏ−アミノ−２−クロロプロピルシンナメート（
ＨＯＢＡＣＰＣ）、４−。
ジリデン−ｐｏ−アミノ−２−メチールブチル シンナ
メート（ＤＯＢＡＭＢＣ）、ヘキシルオキシベンジリデ
ン−ｐｏ−アミノ−２−クロロプロピルシンナメート（
ＨＯＢＡＣＰＣ）、４−。
−（２−メチル）−ブチルレゾルシリデン−４２０オク
チルアニリン（ＭＢＲＡ８）が挙げられる。
チルアニリン（ＭＢＲＡ８）が挙げられる。
特に、本発明の液晶素子ではスメクティック相より高温
側でコレステリック相を示す液晶が好ましい、具体例と
しては、以下のものを挙げることができる。
側でコレステリック相を示す液晶が好ましい、具体例と
しては、以下のものを挙げることができる。
α晶Ｎｏ。
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５ｒｓＣ京相又はＳａＨ零相となるような温度状態に
保持する為、必要に応し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。
が５ｒｓＣ京相又はＳａＨ零相となるような温度状態に
保持する為、必要に応し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。２１ａと、２１ｂは、Ｉ
ｎ２Ｏ３，５ｎ０２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ −
Ｔｉｎ ０ｗ１ｄｅ）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２
２がガラス面に垂直になるよう配向したＳ ｍ Ｃ”相
又はＳｍＨ”相の液晶が封入されている。太線で示した
線２３が液晶分子を表わしており、この液晶分子２３は
その分子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐよ）２
４を有している。基板２１ａと２１ｂ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２３のらせん
構造がほどけ、双極子モーメン）（ＰＪＬ）２４がすべ
て１し昇方向に向くよう、液晶分子２３は配自刃向を変
えることができる。液晶分子２３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互いにクロス二フル
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
。
を模式的に描いたものである。２１ａと、２１ｂは、Ｉ
ｎ２Ｏ３，５ｎ０２あるいはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ −
Ｔｉｎ ０ｗ１ｄｅ）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２
２がガラス面に垂直になるよう配向したＳ ｍ Ｃ”相
又はＳｍＨ”相の液晶が封入されている。太線で示した
線２３が液晶分子を表わしており、この液晶分子２３は
その分子に直交した方向に双極子モーメント（Ｐよ）２
４を有している。基板２１ａと２１ｂ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２３のらせん
構造がほどけ、双極子モーメン）（ＰＪＬ）２４がすべ
て１し昇方向に向くよう、液晶分子２３は配自刃向を変
えることができる。液晶分子２３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互いにクロス二フル
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
。
本発明の光学変調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１０ＩＬ以下）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図に示すように電界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、その双極子モーメン）Ｐａ
またはＰｂは」二向き（３４ａ）又は下向き（３４ｂ）
のどちらかの状態をとる。このようなセルに、第２図に
示す如く一定の内偵以上の極性の異る電界Ｅａ又はＥｂ
を電圧印加手段３１ａと３１ｂにより付与すると、双極
子モーメントは、電界Ｅａ又はＥｂの電界ベクトルに対
応して上向５３４７Ｌ又は下向き３４ｂと向きを変え、
それに応じて液晶分子は、第１の安定状１’ｌＱ ３３
ａかあるいは第２の安定状１１ｉ ３３ｂの何れか１
方に配向する。
、その厚さを充分に薄く（例えば１０ＩＬ以下）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図に示すように電界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、その双極子モーメン）Ｐａ
またはＰｂは」二向き（３４ａ）又は下向き（３４ｂ）
のどちらかの状態をとる。このようなセルに、第２図に
示す如く一定の内偵以上の極性の異る電界Ｅａ又はＥｂ
を電圧印加手段３１ａと３１ｂにより付与すると、双極
子モーメントは、電界Ｅａ又はＥｂの電界ベクトルに対
応して上向５３４７Ｌ又は下向き３４ｂと向きを変え、
それに応じて液晶分子は、第１の安定状１’ｌＱ ３３
ａかあるいは第２の安定状１１ｉ ３３ｂの何れか１
方に配向する。
このような強誘電性を光学変調素子として用しすること
の利点は、先にも述べたが２つある。その第１は、応答
速度が極めて速いことであり、ｆｔ５２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Ｅａを印加すると
液晶分子１よ第１の安定状Ｊ！ｉ ３３ ａに配向する
が、この状態は電界をりＪっても安定である。又、逆向
きの電界Ｅｂを印加すると、液晶分子は第２の安定状ｇ
Ｂ３３ｂ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Ｅ；に留っている。又、与える電
界Ｅａが一定のｖ８偵を越えない限り、それぞれの配向
Ｄ ｓａ；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。
の利点は、先にも述べたが２つある。その第１は、応答
速度が極めて速いことであり、ｆｔ５２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Ｅａを印加すると
液晶分子１よ第１の安定状Ｊ！ｉ ３３ ａに配向する
が、この状態は電界をりＪっても安定である。又、逆向
きの電界Ｅｂを印加すると、液晶分子は第２の安定状ｇ
Ｂ３３ｂ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Ｅ；に留っている。又、与える電
界Ｅａが一定のｖ８偵を越えない限り、それぞれの配向
Ｄ ｓａ；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、先にも述べたように、ＳｍＣ
”相又はＳｍＨ”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り一畝車２−ｒ ｒ償ｒｊｉ
ｌ １、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、この点番二解決を与えることが本
発明の主要な目的である。
って最も問題となるのは、先にも述べたように、ＳｍＣ
”相又はＳｍＨ”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り一畝車２−ｒ ｒ償ｒｊｉ
ｌ １、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、この点番二解決を与えることが本
発明の主要な目的である。
第３図（Ａ）’−ＣＣ）は、本発明の光学変調素子の一
実施例を示している。第３図（Ａ）は同実施例の斜視図
であり、第３図（Ｂ）はその側面の断面図、第３図（Ｃ
）はその正面の断面図である。但し第３図（Ａ）におい
ては、液晶ならびに偏光子の図示は省略しである。
実施例を示している。第３図（Ａ）は同実施例の斜視図
であり、第３図（Ｂ）はその側面の断面図、第３図（Ｃ
）はその正面の断面図である。但し第３図（Ａ）におい
ては、液晶ならびに偏光子の図示は省略しである。
第３図（Ａ）−（Ｃ）において、ガラス板またはプラス
チック板などからなる基板１０１の上に、複数の電極１
０２からなる電極群（例えば走査電極群を構ｒ＆）が、
所定のパターンにエツチング等により形成されている。
チック板などからなる基板１０１の上に、複数の電極１
０２からなる電極群（例えば走査電極群を構ｒ＆）が、
所定のパターンにエツチング等により形成されている。
さらに、これら電極１０２と交互に且つ並列する位置関
係で、ストライプ形状で複数配置された側壁１０６およ
び１０７を有するスペーサ部材１０４が形成されている
。
係で、ストライプ形状で複数配置された側壁１０６およ
び１０７を有するスペーサ部材１０４が形成されている
。
これらスペーサ部材は他の形状であってもよい０例えば
、この例では、これらスペーサ部材１０４の断面形状は
、第３図（Ｃ）に、より詳細に示すように逆台形の形状
であるが、矩形であってもよい。
、この例では、これらスペーサ部材１０４の断面形状は
、第３図（Ｃ）に、より詳細に示すように逆台形の形状
であるが、矩形であってもよい。
さらに、！、（板１０１上のスペーサ部材１０４形成部
を除き電極１０２を覆って絶縁膜１０３が形成されてい
る。
を除き電極１０２を覆って絶縁膜１０３が形成されてい
る。
スペーサ部材１０４は、例えばポリビニルアルコール、
ポリイミド、４ポリアミドイミド、ポリエステルイミド
、ポリパラキシリレン、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１１３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、アクリル樹脂などの樹
脂類、−あるいは感光性ポリイミド、感光性ポリアミド
、環化ゴム系フォトレジスト、フェノールノボラック系
フォトレジストあるいは電子線フォトレジスト（ポリメ
チルメタクリレート、エポキシ化−１，４−ポリブタジ
ェンなど）などから選択して形成することが好ましい。
ポリイミド、４ポリアミドイミド、ポリエステルイミド
、ポリパラキシリレン、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１１３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、アクリル樹脂などの樹
脂類、−あるいは感光性ポリイミド、感光性ポリアミド
、環化ゴム系フォトレジスト、フェノールノボラック系
フォトレジストあるいは電子線フォトレジスト（ポリメ
チルメタクリレート、エポキシ化−１，４−ポリブタジ
ェンなど）などから選択して形成することが好ましい。
絶縁膜１０３は、電極１０２から液晶層への電荷の注入
を防止する機能を有し、例えば−酸化ケイ素、二酸化ケ
イ素、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、フン化セリウム、シリコン窒化物
シリコン度化物、ポウ素窒化物、などの化合物を用いて
例えば蒸着により被膜形成して得ることができる。また
それ以外にも、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
キシリレ、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。
を防止する機能を有し、例えば−酸化ケイ素、二酸化ケ
イ素、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、フン化セリウム、シリコン窒化物
シリコン度化物、ポウ素窒化物、などの化合物を用いて
例えば蒸着により被膜形成して得ることができる。また
それ以外にも、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
キシリレ、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
の樹脂類の塗膜として形成することもできる。絶縁膜１
０３の膜厚は、材料のもっ゛ｉｋ荷注入防止能力と、液
晶層の厚さにも依存するが、通常５０人〜５ル、好適に
は、５’００人〜５０００人の範囲で設定される。一方
、液晶層の層厚は、液晶材料に特有の配向のし易さと素
子として要求される応答速度に依存するが、スペーサ部
材１０４の高さによって決定され、通常０．２ＩＬ〜２
００ＩＬ、好適には、０．５１Ｌ−１０ルの範囲で設定
される。又、スペーサ部材１０４の幅は、通常０．５ｗ
〜５０ｔｔ、好適にはｌルー２０ルの範囲で設定される
。スペーサ部材１０４のピッチ（間隔）は、あまり大き
すぎると液晶分子の均一な配向性を阻害し、一方あまり
小さ過ぎると液晶光学入子としての有効面積の減少を招
く、このため、通畠１０ ｐＬ〜２ ｍ ｍ 、好適に
は、５０〜７００川の範囲でピッチが設定される。
ス樹脂、メラミン樹脂、ユリャ樹脂やアクリル樹脂など
の樹脂類の塗膜として形成することもできる。絶縁膜１
０３の膜厚は、材料のもっ゛ｉｋ荷注入防止能力と、液
晶層の厚さにも依存するが、通常５０人〜５ル、好適に
は、５’００人〜５０００人の範囲で設定される。一方
、液晶層の層厚は、液晶材料に特有の配向のし易さと素
子として要求される応答速度に依存するが、スペーサ部
材１０４の高さによって決定され、通常０．２ＩＬ〜２
００ＩＬ、好適には、０．５１Ｌ−１０ルの範囲で設定
される。又、スペーサ部材１０４の幅は、通常０．５ｗ
〜５０ｔｔ、好適にはｌルー２０ルの範囲で設定される
。スペーサ部材１０４のピッチ（間隔）は、あまり大き
すぎると液晶分子の均一な配向性を阻害し、一方あまり
小さ過ぎると液晶光学入子としての有効面積の減少を招
く、このため、通畠１０ ｐＬ〜２ ｍ ｍ 、好適に
は、５０〜７００川の範囲でピッチが設定される。
これらスペーサ部材１０４は、例えばスクリーン印刷等
の各種印刷法、あるいは、より好ましくはフォトリソグ
ラフィー、゛電子線リソグラフィー等の技術により所定
のパターンならびに寸法に形成される。
の各種印刷法、あるいは、より好ましくはフォトリソグ
ラフィー、゛電子線リソグラフィー等の技術により所定
のパターンならびに寸法に形成される。
本発明の光学変調素子は、上記のようにして処理された
ノ１（板１０１と平行に重ね合されたもう一方の）、（
板１１０を備えており、この基板１１０の」−には複数
の電Ｊ８ｉ（たとえば信号電極）１１１からなる電極群
と、更にその上に絶縁膜１１２力寵形成されている。複
数の（信号）電極ｌｌｌと、もう−力の複数の（走査）
電極１０２は、マトリクス構造で配線されることができ
る。基板１１０上の絶縁膜１１２は、前述の絶縁膜１０
３と同様に液晶層１０５に流れる電流の発生を防止する
ものであり、前述の絶縁膜１０３と同様の物質によって
被Ｓ形成される０本発明に従い、この基板１０１の絶縁
膜１１２のなす平面１１３には一軸配向性処理を行ない
、その配向方向を、Ｉ）ｕ記基板１０１上のスペーサ部
材１０４の延長方向とほぼ平行（すなわち、これら二方
向のなす角度を０として、好ましくは０°≦０く１５°
）または直交（好ましくは、８０″くＯくｌＯＯ″）さ
せる。未発１５１名等のｒｄＦ究によれば、このような
平行または直交関係が満たされないと、スペーサのエツ
ジ部分で液晶分子の配向が乱れたり、記憶作用を有する
セルにおいては、双安定状態間でのスイッチングがうま
く行なわれない現象が生じる。但し」二記したθの範囲
表現からもわかるように、１５°程度までのずれは実用
上問題ない、このような−軸配向性処理は、ＴＮ型液晶
セルについてよく知られているように、絶縁膜１１２を
ビロード、布または紙などによりラビング処理するか、
あるいは絶縁膜１１２の到め蒸着法により達成すること
ができる。
ノ１（板１０１と平行に重ね合されたもう一方の）、（
板１１０を備えており、この基板１１０の」−には複数
の電Ｊ８ｉ（たとえば信号電極）１１１からなる電極群
と、更にその上に絶縁膜１１２力寵形成されている。複
数の（信号）電極ｌｌｌと、もう−力の複数の（走査）
電極１０２は、マトリクス構造で配線されることができ
る。基板１１０上の絶縁膜１１２は、前述の絶縁膜１０
３と同様に液晶層１０５に流れる電流の発生を防止する
ものであり、前述の絶縁膜１０３と同様の物質によって
被Ｓ形成される０本発明に従い、この基板１０１の絶縁
膜１１２のなす平面１１３には一軸配向性処理を行ない
、その配向方向を、Ｉ）ｕ記基板１０１上のスペーサ部
材１０４の延長方向とほぼ平行（すなわち、これら二方
向のなす角度を０として、好ましくは０°≦０く１５°
）または直交（好ましくは、８０″くＯくｌＯＯ″）さ
せる。未発１５１名等のｒｄＦ究によれば、このような
平行または直交関係が満たされないと、スペーサのエツ
ジ部分で液晶分子の配向が乱れたり、記憶作用を有する
セルにおいては、双安定状態間でのスイッチングがうま
く行なわれない現象が生じる。但し」二記したθの範囲
表現からもわかるように、１５°程度までのずれは実用
上問題ない、このような−軸配向性処理は、ＴＮ型液晶
セルについてよく知られているように、絶縁膜１１２を
ビロード、布または紙などによりラビング処理するか、
あるいは絶縁膜１１２の到め蒸着法により達成すること
ができる。
なお」二記したような一軸配向性処理は、基本的には基
板１０１については行なう必要はないが、ノ、（板１０
１についても行なうことができ、この際は、スペーサ部
材１０４の延長方向とほぼ平行または直交する一軸配向
性処理後に、絶縁膜１０３を蒸着により形成するか、あ
るいは絶縁Ｉｌｌ ４０３の形成後に一軸配向性処理を
行ない、その後に絶縁膜１０３のなす面１０８の配向処
理効果を選択的に除くことにより、スペーサ部材１０４
の側壁１０６および１０７に選択的に配向処理効果を付
与−することが、得られる光学変調素子の応答速度を高
くするために望ましい。
板１０１については行なう必要はないが、ノ、（板１０
１についても行なうことができ、この際は、スペーサ部
材１０４の延長方向とほぼ平行または直交する一軸配向
性処理後に、絶縁膜１０３を蒸着により形成するか、あ
るいは絶縁Ｉｌｌ ４０３の形成後に一軸配向性処理を
行ない、その後に絶縁膜１０３のなす面１０８の配向処
理効果を選択的に除くことにより、スペーサ部材１０４
の側壁１０６および１０７に選択的に配向処理効果を付
与−することが、得られる光学変調素子の応答速度を高
くするために望ましい。
本発明の光学変調素子には、一対の平行基板１０１と１
１０の両側、すなわち基板１０１と１１０を挾む一対の
偏光手段（偏光子１１４と検光イ１１５）を用いること
ができる。偏光子１１４と検光子１１５としては、通常
の偏光板、偏光ｎＩ２や偏光ビームスプリッタ−を用い
ることができこの際、この偏光手段をクロスニコル状態
又はパラレルニコル状態で、配置することが可能である
。
１０の両側、すなわち基板１０１と１１０を挾む一対の
偏光手段（偏光子１１４と検光イ１１５）を用いること
ができる。偏光子１１４と検光子１１５としては、通常
の偏光板、偏光ｎＩ２や偏光ビームスプリッタ−を用い
ることができこの際、この偏光手段をクロスニコル状態
又はパラレルニコル状態で、配置することが可能である
。
本発明の光学変調素子は、一対の平行基板を上記したス
ペーサ部材の延長方向と一軸性配向処理方向の相互関係
を満たすように固定し、それらの周辺をエポキシ系接着
剤や低融点ガラスで封止した後、強誘電性液晶を対人し
等方（１ｓｏｔｒｏｐｉｃ ）相にまで加熱した状態よ
り、精密に温度コントロールし乍ら徐冷することによっ
て、得ることができる。代表的な例として、Ｄ’ＯＢ
Ａ Ｍ Ｂ Ｃ（’ｄｅｃｙ１ｏｘｙ−ｂｅｎｚｙｌｉ
ｄｅｎｅ−ｐ’−ａｍｉｎｏ−２−＋ｍｅｔｈｙｌ ｂ
ｕｔｙｌ ｃｉｎｎａｍａｔｅ）の場合、徐冷過程にお
いて等労相−３ｍＡ相−３ｍＣ”相という段階を経て相
転移するが、らせん状態から双安定状態に移り得るため
の液晶層の厚さは２〜３ｐｍ以下であり、好ましくはス
ペーサ部材１０４の厚さにより１〜３ｇｍ程度に調節さ
れる。
ペーサ部材の延長方向と一軸性配向処理方向の相互関係
を満たすように固定し、それらの周辺をエポキシ系接着
剤や低融点ガラスで封止した後、強誘電性液晶を対人し
等方（１ｓｏｔｒｏｐｉｃ ）相にまで加熱した状態よ
り、精密に温度コントロールし乍ら徐冷することによっ
て、得ることができる。代表的な例として、Ｄ’ＯＢ
Ａ Ｍ Ｂ Ｃ（’ｄｅｃｙ１ｏｘｙ−ｂｅｎｚｙｌｉ
ｄｅｎｅ−ｐ’−ａｍｉｎｏ−２−＋ｍｅｔｈｙｌ ｂ
ｕｔｙｌ ｃｉｎｎａｍａｔｅ）の場合、徐冷過程にお
いて等労相−３ｍＡ相−３ｍＣ”相という段階を経て相
転移するが、らせん状態から双安定状態に移り得るため
の液晶層の厚さは２〜３ｐｍ以下であり、好ましくはス
ペーサ部材１０４の厚さにより１〜３ｇｍ程度に調節さ
れる。
上記においては、本発明の光学変調素子を、その々ｆま
しい一実施例に基づいて説明した。しかしながら本発明
の範囲内で、上記実施例を種々変形することができるこ
とは、容易に理解できょう。
しい一実施例に基づいて説明した。しかしながら本発明
の範囲内で、上記実施例を種々変形することができるこ
とは、容易に理解できょう。
たとえば、上記例においてスペーサ部材１０４として説
明した部材は、液晶に対して必要な壁効果を及ぼすため
の側壁を有するならば、一対の平行７、（板の両方に接
触してスペーサ部材としても機能するものでなくてもよ
い、但し上述の例からも分る通り、スペーサ部材は好ま
しい構造部材の例である。また、電極は上記した単純ス
トライプ状のマトリクス電極に限らず、他の形状１例え
ば７セグメント構造の電極配線で形成されていてもよい
。これに伴ないスペーサ部材１０４の形状も、相互間の
距離が極端に異なることなく配列され、液晶に対してほ
ぼ一様な壁効果を及ぼし得る限りにおいて、ストライプ
形状に限らず、他の形状であってもよい。
明した部材は、液晶に対して必要な壁効果を及ぼすため
の側壁を有するならば、一対の平行７、（板の両方に接
触してスペーサ部材としても機能するものでなくてもよ
い、但し上述の例からも分る通り、スペーサ部材は好ま
しい構造部材の例である。また、電極は上記した単純ス
トライプ状のマトリクス電極に限らず、他の形状１例え
ば７セグメント構造の電極配線で形成されていてもよい
。これに伴ないスペーサ部材１０４の形状も、相互間の
距離が極端に異なることなく配列され、液晶に対してほ
ぼ一様な壁効果を及ぼし得る限りにおいて、ストライプ
形状に限らず、他の形状であってもよい。
以下１本発明の光学変調素子の具体的な製造例を説明す
る。
る。
一対のＩ Ｔ Ｏ（Ｉｎｄｉｕｔｒ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄ
ｅ）からなるストライプ状のパターン電極が形成された
ノ、（板の一方に、ポリイミド膜を４００〜２０００人
程度の膜厚で形成し、一方向にラビング処理した。また
他方の基板にはポリイミド膜を２ｇｍの膜厚で形成し、
フォトエツチングにより、２００ ｇｍピッチで１０２
０ｇｍのストライプ状スペーサを形成した。
ｅ）からなるストライプ状のパターン電極が形成された
ノ、（板の一方に、ポリイミド膜を４００〜２０００人
程度の膜厚で形成し、一方向にラビング処理した。また
他方の基板にはポリイミド膜を２ｇｍの膜厚で形成し、
フォトエツチングにより、２００ ｇｍピッチで１０２
０ｇｍのストライプ状スペーサを形成した。
ポリイミドとしては、東し社製５Ｐ−５１０を用い、そ
のＮ−メチルピロリドン溶液をディッピングもしくはス
ピナーコーティングにより塗布してポリイミド膜形成し
た。
のＮ−メチルピロリドン溶液をディッピングもしくはス
ピナーコーティングにより塗布してポリイミド膜形成し
た。
エツチングは、ヒドラジン： Ｎａ０Ｈ＝ １ ： １
の混合液をエツチング液として、これを３０″Ｃに昇温
し、ポリイミド膜を形成した基板を３分間浸漬してエツ
チングを行なった。
の混合液をエツチング液として、これを３０″Ｃに昇温
し、ポリイミド膜を形成した基板を３分間浸漬してエツ
チングを行なった。
以上の工程で作成した一対の電極基板を、ストライプ状
スペーサの方向とラビング方向をほぼ平行に一致させて
液晶セルを構成した。
スペーサの方向とラビング方向をほぼ平行に一致させて
液晶セルを構成した。
ＩＴＯからなるストライプ状のパターン電極が形成され
たガラス基板上に、以下の如くにしてジルコニア膜を形
成した。
たガラス基板上に、以下の如くにしてジルコニア膜を形
成した。
すなわち、電子ビ°−ム蒸着装置内に、基板とジルコニ
ア焼結体をセットし、Ｉ Ｘ ｌ ０＝Ｔｏｒｒ以下ま
で圧力を下げて、加速電圧１０ＫＶ、フィラメント電流
７０−ｍＡの条件で、電子ビームによって、ジルコニア
焼結体を溶融、蒸発せしめ、約１０分間で、約１０００
人のジルコニア１漠を形成した。
ア焼結体をセットし、Ｉ Ｘ ｌ ０＝Ｔｏｒｒ以下ま
で圧力を下げて、加速電圧１０ＫＶ、フィラメント電流
７０−ｍＡの条件で、電子ビームによって、ジルコニア
焼結体を溶融、蒸発せしめ、約１０分間で、約１０００
人のジルコニア１漠を形成した。
次に、上記基板に、シランカップリング剤（信越化学工
業（株）製″ＫＢＭ４０３″）の１％ブタノール溶液を
２００Ｏｒｐｍ、１５秒のスピナーコティングにより塗
布後、加熱乾燥し、（Ａ）電極板を作製し、そのシラン
カップリング剤処理面を一方向にラビング処理した。
業（株）製″ＫＢＭ４０３″）の１％ブタノール溶液を
２００Ｏｒｐｍ、１５秒のスピナーコティングにより塗
布後、加熱乾燥し、（Ａ）電極板を作製し、そのシラン
カップリング剤処理面を一方向にラビング処理した。
次いで、ＩＴＯからなるストライプ状のパターン電極が
形成されたガラス基板上に、ポリイミド形成溶液（１１
立化成工業（株）製の「ポリイミドＱＪ ；不揮発分濃
度１４．５ｗｔ％）を、３．０００ｒｐｍで回転するス
ピナー塗布機で１０秒間かけて塗布し、１２０℃で３０
分間加熱を行なって２沖の被膜を形成した０次いで、フ
ェノール樹脂系ネガ型レジスト溶液（日立化成工業（株
）製「レイキャストＲＤ−２００ＯＮＪ）を３，０００
ｒｐｍで回転するスピナー塗布機で１０秒間かけて塗布
し、８０℃で２０分間加熱を行なって約２トの被膜を形
成した。このレジスト層上に、マスクＩｌｌ ８ ＩＬ
、マスク部のピッチｌｏｏｇのストライプ状マスクを用
いて露光した０次いで現像液（日立化成工業（株）製ｒ
ＲＤ−［ＩＥＶＥＩ、０ＰＥＲＪ ）を用い、２５℃
で８５秒間の浸漬現像を行なった後、蒸留水中に３０秒
間浸漬し、６０℃で５分間乾燥した。さらにポストリン
ス液（１」立化成工業（株）製ｒＲＤ−ＰＯＳＴＲＩＮ
ＳＳＥ Ｊ ）中へ２３℃で１分間浸漬した後、１４０
℃で２０分間の加熱によりスペーサ層を形成した。走査
型電子顕微鏡により、スペーサ形状が、逆台形であるこ
とを確認した。
形成されたガラス基板上に、ポリイミド形成溶液（１１
立化成工業（株）製の「ポリイミドＱＪ ；不揮発分濃
度１４．５ｗｔ％）を、３．０００ｒｐｍで回転するス
ピナー塗布機で１０秒間かけて塗布し、１２０℃で３０
分間加熱を行なって２沖の被膜を形成した０次いで、フ
ェノール樹脂系ネガ型レジスト溶液（日立化成工業（株
）製「レイキャストＲＤ−２００ＯＮＪ）を３，０００
ｒｐｍで回転するスピナー塗布機で１０秒間かけて塗布
し、８０℃で２０分間加熱を行なって約２トの被膜を形
成した。このレジスト層上に、マスクＩｌｌ ８ ＩＬ
、マスク部のピッチｌｏｏｇのストライプ状マスクを用
いて露光した０次いで現像液（日立化成工業（株）製ｒ
ＲＤ−［ＩＥＶＥＩ、０ＰＥＲＪ ）を用い、２５℃
で８５秒間の浸漬現像を行なった後、蒸留水中に３０秒
間浸漬し、６０℃で５分間乾燥した。さらにポストリン
ス液（１」立化成工業（株）製ｒＲＤ−ＰＯＳＴＲＩＮ
ＳＳＥ Ｊ ）中へ２３℃で１分間浸漬した後、１４０
℃で２０分間の加熱によりスペーサ層を形成した。走査
型電子顕微鏡により、スペーサ形状が、逆台形であるこ
とを確認した。
次いで、ストライプ状スペーサのストライプ方向と正確
に一致させて、ラビングを行なった後。
に一致させて、ラビングを行なった後。
水とア七トンにより順次洗浄し、乾燥させた後、前述と
同様にして、ジルコニア１漠 、シランカップリング剤による処理を行ない（Ｂ）電極
板を作製した。
同様にして、ジルコニア１漠 、シランカップリング剤による処理を行ない（Ｂ）電極
板を作製した。
−１−記で得られた（Ａ）電極板のラビング方向と（Ｂ
）電極板のストライプ状スペーサの延長方向が平行とな
る様にセル組みし、ＤＯＢＡＭＢＧを等吉相になるまで
加熱して、上記セルに封入した。セルの温度を徐々に冷
却し、モノドメイン液晶素子を作製した。
）電極板のストライプ状スペーサの延長方向が平行とな
る様にセル組みし、ＤＯＢＡＭＢＧを等吉相になるまで
加熱して、上記セルに封入した。セルの温度を徐々に冷
却し、モノドメイン液晶素子を作製した。
例２において、（Ａ）電極基板をラビングしないで、（
Ｂ）電極基板のみをラビングし、それ以外は例２と全く
同様にして、液晶素子を作製した。
Ｂ）電極基板のみをラビングし、それ以外は例２と全く
同様にして、液晶素子を作製した。
例１において、一対の基板を、それらのラビング処理方
向とストライプ状スペーサの延長方向が直交するように
組合わせ、それ以外は例１と同様にしτ液晶セルをＪ、
Ｗ慮した。
向とストライプ状スペーサの延長方向が直交するように
組合わせ、それ以外は例１と同様にしτ液晶セルをＪ、
Ｗ慮した。
九Ｊ
（Ｂ）電極を使用し、（Ａ）電極基板の上に。
ＳｉＯの斜方蒸着を行い、配向処理をした。このとき、
ストライプ電極の延伸方向とＳｉＯの蒸着方向は一致さ
せた。蒸着条件は、ｌＯ→Ｔｏｒｒ、５分、対基板入射
角度２０′〜３０’″で成膜して、膜厚１０００人のＳ
ｉＯ膜を形成した。
ストライプ電極の延伸方向とＳｉＯの蒸着方向は一致さ
せた。蒸着条件は、ｌＯ→Ｔｏｒｒ、５分、対基板入射
角度２０′〜３０’″で成膜して、膜厚１０００人のＳ
ｉＯ膜を形成した。
絶縁膜として、以下の如くにして、酸化セリウム膜を形
成した。すなわち、電子ビーム蒸着装置内に基板と酸化
セリウム固形物をセットし、ｌ×１０−’Ｔｏｒｒ以下
になるよう真空びきをした０次に、加速電圧１０ＫＶ、
フィラメント電流１００ｍＡの条件で電子ビームによっ
て、酸化セリウム固形物を溶融、蒸発せしめ、約１０分
間で、約１０００人の酸化セリウム膜を形成した。
成した。すなわち、電子ビーム蒸着装置内に基板と酸化
セリウム固形物をセットし、ｌ×１０−’Ｔｏｒｒ以下
になるよう真空びきをした０次に、加速電圧１０ＫＶ、
フィラメント電流１００ｍＡの条件で電子ビームによっ
て、酸化セリウム固形物を溶融、蒸発せしめ、約１０分
間で、約１０００人の酸化セリウム膜を形成した。
以後の手順は例２と全く同様にして、素子を作製した。
九エニュ」
前述の例２で用いたＤＯＢＡＭＢＣに代えて。
前述の液晶Ｎｏ、１（例７）、液晶Ｎｏ、２（例８）、
液晶Ｎｏ、３（例９）及び液晶Ｎｏ、４（例１０）をそ
゛れぞれ用いた他は、例２と同様の手順で液晶素子を作
成したところ、何れの場合でもモノドメインの液晶相が
形成していることが判明した。
液晶Ｎｏ、３（例９）及び液晶Ｎｏ、４（例１０）をそ
゛れぞれ用いた他は、例２と同様の手順で液晶素子を作
成したところ、何れの場合でもモノドメインの液晶相が
形成していることが判明した。
」二記例１−１０で作製した液晶表示素子の走査電極と
信号電極にそれぞれ信号を印加したところ、良１１ｆな
動作表示が得られた。
信号電極にそれぞれ信号を印加したところ、良１１ｆな
動作表示が得られた。
魚艶立激］
」、記したように、本発明によれば、一対の電極基板の
一方の電極基板にストライプ状の側壁を有する構造部材
（好ましくは兼スペーサ）を形成し、他方の基板に一軸
性配向処理（例えば、ラビング）を行ない、その処理方
向を上記構造部材とほぼ平行もしくは直交する方向に規
制することにより、特に欠陥の現われやすい記憶状態に
おいてもスペーサエツジでの欠陥を除くことができる。
一方の電極基板にストライプ状の側壁を有する構造部材
（好ましくは兼スペーサ）を形成し、他方の基板に一軸
性配向処理（例えば、ラビング）を行ない、その処理方
向を上記構造部材とほぼ平行もしくは直交する方向に規
制することにより、特に欠陥の現われやすい記憶状態に
おいてもスペーサエツジでの欠陥を除くことができる。
第１図は、カイラルスメクティック液晶を用いた光学変
調素子を模式的に示す斜視図である。第２図は、同光学
変調素子の双安定性を模式的に示す斜視図である。第３
図（Ａ）は本発明の光学変調素子の斜視図、第３図（Ｂ
）はその側断面図。 第３図（Ｃ）はその正断面図である。 １０１．１１０．、、基板 １０２．１１１．、、電極 １０３．１１２．、、絶縁層 １０４１１１０００．スペーサ部材 １０５、、、、、、、強誘電性液晶 ｉｏｓ、１０７．、、スペーサ部材の側壁１０８．１１
３．、、絶縁膜の平面 １１４．１１５．、、偏光手段
調素子を模式的に示す斜視図である。第２図は、同光学
変調素子の双安定性を模式的に示す斜視図である。第３
図（Ａ）は本発明の光学変調素子の斜視図、第３図（Ｂ
）はその側断面図。 第３図（Ｃ）はその正断面図である。 １０１．１１０．、、基板 １０２．１１１．、、電極 １０３．１１２．、、絶縁層 １０４１１１０００．スペーサ部材 １０５、、、、、、、強誘電性液晶 ｉｏｓ、１０７．、、スペーサ部材の側壁１０８．１１
３．、、絶縁膜の平面 １１４．１１５．、、偏光手段
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、−・対の平行基板間に強誘電性液晶を挾持させてな
る光学変調素子において、該一対の平行基板のうちの第
１の基板の液晶と接触する側の面には、それぞれ側４１
５を右する複数の構造部材がストライプ状に配置され、
ｆｊｓ’２の基板の液晶と接する側の面には、前記第１
の基板上の複数の構造部材の延長方向とほぼＩＩＬ行も
しくは垂直な方向に−・軸性配向処理が施こされている
ことを特徴とする光学変調ふｆ。 ２、前記側壁を有する複数の構造部材が、一対の１１行
基板間のストライプ状スペーサ部材として機能し、且つ
強請電性液晶に双安定性を付与するに適当な厚さを有す
る特許請求の範囲第１項に記載の光学変調素子。 ３ 、 ＋ｉｉｔ記側壁を有する複数の構造部材の延長
方ａ、百ル・Ｉｆｆ＋Ｌｌ−＆ｈ＆−トーーーー曹ｄａ
ｍｉｌｌ→Ｘｒ！５ｒｊ１−１Ａ＋−ル−／ＪＨ１−−
；Ｉ−１＄θ°≦θく１５６または８０’＜０＜Ｚｏｏ
ｏの関係を満たす特許請求の範囲第１項または第２項に
記載の光学変調素子。 ４、前記第１の基板の液晶と接する面にも、前記側壁を
持つ構造部材の延長方向とほぼ平行もしくは垂直な方向
に一軸性配向処理が施こされている特許請求の範囲第１
項ないし第３項のいずれかに記載の光学変調素子。 ５、前記強誘電性液晶がカイラルスメクテイック相を有
する液晶である特許請求の範囲第１項ないし第４ ｘｔ
ｒのいずれかに記載の光学変調素子。 ６、前記カイラルスメクテイフク相を有する液晶がＣ相
又はＨ相をイ１する液晶である特、ｉ１請求の範囲第４
項記載の光学変調素子。 ７、前記力イラルスメクテイック相を有する液晶がらせ
ん構造を形成していない液晶相である特許請求の範囲第
５項または第６項に記載の光学変調素子。 ８、前記強誘電性液晶が、強誘電性を示す温度域より高
温側でコレステリック相を示す焙晶である特許請求の範
囲第１項記載の光学変調素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59044882A JPS60188925A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 光学変調素子の製造法 |
| US06/706,271 US4720173A (en) | 1984-03-09 | 1985-02-27 | Display having an orientation treatment between 0° and 15° to the spacer wall |
| GB08505587A GB2157451B (en) | 1984-03-09 | 1985-03-05 | Liquid crystal device |
| DE19853508169 DE3508169A1 (de) | 1984-03-09 | 1985-03-07 | Optische modulationsvorrichtung |
| FR858503421A FR2561005B1 (fr) | 1984-03-09 | 1985-03-08 | Dispositif de modulation optique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59044882A JPS60188925A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 光学変調素子の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60188925A true JPS60188925A (ja) | 1985-09-26 |
| JPH0236930B2 JPH0236930B2 (ja) | 1990-08-21 |
Family
ID=12703856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59044882A Granted JPS60188925A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | 光学変調素子の製造法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4720173A (ja) |
| JP (1) | JPS60188925A (ja) |
| DE (1) | DE3508169A1 (ja) |
| FR (1) | FR2561005B1 (ja) |
| GB (1) | GB2157451B (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6173925A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置 |
| JPS6292918A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-28 | Canon Inc | 液晶素子 |
| JPS62127718A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-10 | Casio Comput Co Ltd | 液晶装置 |
| JPS62127719A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-10 | Casio Comput Co Ltd | 液晶装置 |
| JPH07253598A (ja) * | 1994-12-09 | 1995-10-03 | Canon Inc | 液晶素子 |
| JPH07253599A (ja) * | 1994-11-28 | 1995-10-03 | Canon Inc | 液晶素子 |
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