JPS62299815A - 強誘電性液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔概　要〕 強誘電性液晶を電界を印加しながら徐冷することによっ
て、コレステリック相を経由する相転移系列を有する液
晶でもラビング法による平行配向処理が可能になる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は強誘電性液晶表示素子の製造方法に係り、特に
強誘電性液晶をラビング法で平行配向させる方法に関す
る。

〔従来の技術〕

強誘電性液晶を用いた表示素子は高速スイッチングとメ
モリー駆動が可能となることが報告されている（特開昭
５６−１０７２１６）。第１図に強誘電性液晶表示素子
を示す。ガラス基板ｌの表面にはｒｒｏ（＃化インジウ
ム錫）の透明電極２が形成されており、その上にポリイ
ミドなどの樹脂からなる配向膜３が塗布されている。こ
れらの２枚の基板は２μｍ程度の厚さのスペーナ４を介
して張り合わされ、そのすき間には強誘電性液晶５が封
入されている。液晶分子は基板に平行に均一配向し、こ
のとき矢印で示した自発分極６は上向き（ｕｐ）と下向
き（ｄｏｉｖｎ）の双安定状態をとる。透明電極２は電
源７とリード線等で結ばれており、電源７からパルス電
圧を印加することにより、その極性に応じて上記双安定
状態の一方を選択する。

光源１０から出た光は偏光子８と液晶層５を通過して検
光子９から透過する。従って双安定状態の各々で分子配
列が異っているため、旋光度が変化し、明暗の表示を行
うことができる。

しかし、この表示素子の実用化のためには強誘電性液晶
分子を基板に平行に均一配向さセる必要がある。従来の
配向制御法にはスメクチックＡ相の温度範囲で基板にせ
ん断応力を加えるシアリング法、数十ＫＧの強磁場を印
加しながら等方相またはコレステリック相から強誘電性
液晶相まて徐冷する磁場配列方法、スペーサエツジに温
度勾配を与えながら徐冷する温度勾配法、そして基板に
形成したＳｉＯ斜方蒸着膜や高分子膜を布などでこする
ラビング法が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の液晶配向制御法のうち、シアリン
グ法と温度勾配法はセルの大容量化に難点があり、磁場
配向法は厚いセルでは効果的だが、２μｍ程度の薄いセ
ルでは配向させるのがむずかしいという問題点がある。

これに対して、従来のネマティック液晶の配向制御法と
して広く用いられている高分子膜のラビング法は、温度
の低下とともに等方相−スメクチックＡ−カイラルスメ
クチックＣ相の相転移系列を有する強誘電性液晶材料の
配向にもきわめて有効であることが確認された。しかし
、ラビング法はコレステリックλ相を示す温度範囲を有
する強誘電性液晶材料では均一な配向を与えることがで
きなかった。

本発明の目的はこのような強誘電性液晶分子の配向制御
法を提供することによりコントラスト比の良好な液晶表
示素子を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕上記問題点
を解決する本発明による手段は、液晶パネルの基板上に
高分子膜を形成しラビング処理を施すとともに、液晶パ
ネルに注入した強誘電性液晶をコレステリック相からカ
イラルスメクチックＣ相まで徐冷しかつそれに電界を印
加することにある。

本発明の方法が適用される液晶は温度降下とともに等方
液体相からコレステリック相を経由してカイラルスメク
チックＣ相に至る相転移系列を示ず誘電異方性が負の強
誘電性液晶である。コレステリック相を経由してカイラ
ルスメクチックＣ相に至る液晶はすべて適用対象であり
、例えば、コレステリック相から直接にカイラルスメク
チックＣ相に相転移するもの、あるいはコレステリック
相からスメクチックＡ相を経てカイラルスメクチックＣ
相に至るものなどがある。このような液晶は例えば前出
の特許公開公報等に記載されている。

このような液晶は、ラビング法を適用して液晶パネルに
注入する場合、液晶表示素子の使用状態であるカイラル
スメクチックＣ相では液晶の粘度が高くてその状態で単
に注入したのでは液晶分子が平行配列しないので、液晶
を昇温して粘度を下げて注入して液晶分子を平行配列さ
せる必要があるが、たとえ昇温して粘度を下げて注入し
ても温度降下の際コレステリック相を経由するために均
一に配向したカイラルスメクチックＣ相を得ることがで
きない。しかし、本発明により、注入した液晶をコレス
テリック相からカイラルスメクチック相に徐冷し、かつ
コレステリック相を経由する際に液晶に電界を印加する
ことによって、液晶分子の均一な配向を達成しうろこと
が見い出された。

印加する電界は交流電界、直流電界のいずれでも効果が
認められたが、高周波電界が好ましい。

この電界の印加によって液晶がコレステリック相を呈し
て分子配向が乱されることが防止される。

従って、電界の印加は、液晶が電界印加なしの場合コレ
ステリック相を呈する温度を通過する際に行なう。液晶
の徐冷は液晶分子の配向が急冷によって撹乱されないた
めに必要である。一般的には炉内冷却、特に温度コント
ロールしながら冷却する。液晶パネルの基板に形成する
配向膜としての高分子膜としてはポリイミドやポリビニ
ルアルコールを例示することができる。この高分子膜は
必ずしも両方の基板に形成する必要はなく、一方の基板
だけでもよい。ラビングは常法に従うことができるが、
典型的には、ブラシなどで液晶分子を配向させたい方向
に平行にラビングする。

〔実施例〕

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

この液晶は下記の相転移系列を有する。

この液晶セルに±４Ｖ、２０ｋＨｚの交流電圧を印加し
ながらコレステリック相からスメクチック人相に徐冷し
たところ、欠陥の数も少なく、ラビング方向に完全消光
位があることがクロスニコル下での偏光顕微鏡観察によ
り確認され、良好に配向したスメクチックＡ相の均一な
ドメインが形成されていることがわかった。次に上記液
晶セルをさらにカイラルスメクチックＣ相まで徐冷した
ところ極めて良好なメモリー特性を持った双安定状態を
得ることができ、約ｌ：８のコントラスト比が得られた
。

北ｆｉ貫 次に上記実施例で用いた液晶セルを電界無印加状態で等
方液体相からスメクチックＡ相に徐冷したところ、クロ
スニコル下の偏光顕微鏡観察で多数の欠陥の発生が見ら
れ、ラビング方向の消光位での透過光量は上記実施例の
場合と比較して約４倍多くなっていることが観測された
。さらにこの液晶セルをカイラルスメクチックＣ相まで
徐冷したところ、カイラルスメクチックＣ相の均一に配
向したドメインを得る事ができなかった。偏光顕微鏡下
で比較的均一に配向している部分を選び、双安定状態間
でのコントラスト比を測定したところ、■＝２という値
が得られた。

以上のことから、コレステリック相を有する誘電異方性
が負の強誘電性液晶の場合には、高周波交流電圧を印加
しながらカイラルスメクチックＣ相まで徐冷することに
より、従来ネマチック液晶の配向制御に用いられてきた
ラビング法が有効であり、均一に配向した強誘電性液晶
相を得ることができることが認められる。

去ｍ 第２図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図と異
なるのは上下基板の一方にのみ配向膜を塗布してラビン
グを行うことである。配向膜を塗布しない基板は洗剤や
アセトンで洗浄し、その表面はラビングを施していない
。この実施例では±４Ｖ、２０ｋＨｚの交流電圧を印加
しながらコレステリック相からカイラルスメクチックＣ
相まで徐冷したところ、大領域にわたって液晶分子が配
向し、１：１０のコントラスト比が得られた。

さらに第１図と第２図に示した実施例の場合において、
徐冷過程で±４Ｖ以上の任意の周波数の交流電圧かまた
は直流電圧を印加することにより同様の効果があること
が確しかめられた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コレステリック相を有する誘電異方性
が負の強誘電性液晶を、液晶パネルの大面積にわたって
分子が一＋Ｘに配向したカイラルスメクチックＣ相に形
成することができるので、コントラストの良好な強誘電
性液晶表示素子を作成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、温度の降下とともにコレステリック相を経てカイラ
   ルスメクチックＣ相に至る相転移系列を有する誘電異方
   性が負の液晶をカイラルスメクチックＣ相の状態で使用
   する強誘電性液晶表示素子の製造において、液晶パネル
   の一方または両方の基板に高分子膜を形成した後それに
   ラビング処理を施し、該液晶パネルに注入した前記液晶
   をコレステリック相を呈する温度からカイラルスメクチ
   ックＣ相まで徐冷し、かつコレステリック相を呈する温
   度を経る際に前記液晶に電界を印加することによって、
   液晶分子を均一に配向させる工程を含むことを特徴とす
   る強誘電性液晶表示素子の製造方法。