JPS6364025A - 液晶素子 - Google Patents
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- JPS6364025A JPS6364025A JP61207981A JP20798186A JPS6364025A JP S6364025 A JPS6364025 A JP S6364025A JP 61207981 A JP61207981 A JP 61207981A JP 20798186 A JP20798186 A JP 20798186A JP S6364025 A JPS6364025 A JP S6364025A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
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】
[産業上の利用分野]
本発明は、液晶表示素子や液晶−光シヤツターアレイ等
の強誘電性液晶素子に関し、更に詳しくは、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
性を改善した強誘電性液晶素子に関するものである。
の強誘電性液晶素子に関し、更に詳しくは、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
性を改善した強誘電性液晶素子に関するものである。
[従来の技術]
従来の液晶素子としては、例えばエム・シャット(M、
5chadt)とダブりニー・ヘルフリッヒ(L H
e1frich)著“アプライド・フィジックス・レタ
ーズ(“Applied Physics Lette
rs”)第180、第4号(1971年2月15日発行
)、第127頁〜128頁の“ボルテージ・ディペンダ
ント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア・ツ
ィステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル(“V
oltage Dependent 0ptical
Activityof a Twisted Nema
tic Liquid Crysta1″)に示された
ツィステッド・ネマチック(twistednemat
ic)液晶を用いたものか知られている。このTN液晶
は、画素密度を高くしたマトリクス電極構造を用いた時
分割駆動の時、クロストークを発生する問題点があるた
め、画素数が制限されていた。
5chadt)とダブりニー・ヘルフリッヒ(L H
e1frich)著“アプライド・フィジックス・レタ
ーズ(“Applied Physics Lette
rs”)第180、第4号(1971年2月15日発行
)、第127頁〜128頁の“ボルテージ・ディペンダ
ント・オプティカル・アクティビティ−・オブ・ア・ツ
ィステッド・ネマチック・リキッド・クリスタル(“V
oltage Dependent 0ptical
Activityof a Twisted Nema
tic Liquid Crysta1″)に示された
ツィステッド・ネマチック(twistednemat
ic)液晶を用いたものか知られている。このTN液晶
は、画素密度を高くしたマトリクス電極構造を用いた時
分割駆動の時、クロストークを発生する問題点があるた
め、画素数が制限されていた。
また、各画素にf!!iW4トランジスタによるスイッ
チング素子を接続し、各画素毎をスイッチングする方式
の表示素子が知られているか、基板上に薄膜トランジス
タを形成する工程か極めて煩雑な上、大面積の表示素子
を作成することか難しい問題点かある。
チング素子を接続し、各画素毎をスイッチングする方式
の表示素子が知られているか、基板上に薄膜トランジス
タを形成する工程か極めて煩雑な上、大面積の表示素子
を作成することか難しい問題点かある。
これらの問題点を解決するものとして、クラーク(Cl
ark)等により米国特許第4,367.924号明細
書て強誘電性液晶素子か提案されている。
ark)等により米国特許第4,367.924号明細
書て強誘電性液晶素子か提案されている。
第2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、In、
03. SnO,やITO(Indium Tin 0
xide)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、その間に複数の液晶分子層22か
ガラス面に垂直になる様に配向したS■C1相またはS
mH”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)24を
有している。基板21aと21b上の電極間に−7の悶
値以りの電圧を印加すると、液晶分子23のらせん構造
かほどけ、双極子モーメント(Pl ) 24はすべて
電界方向に向くよう、液晶分子23の配向方向を変える
ことがてきる。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ニコルの位置関
係に配置した偏光子をとけば、電圧印加極性によって光
学特性か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。
模式的に描いたものである。21aと21bは、In、
03. SnO,やITO(Indium Tin 0
xide)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、その間に複数の液晶分子層22か
ガラス面に垂直になる様に配向したS■C1相またはS
mH”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)24を
有している。基板21aと21b上の電極間に−7の悶
値以りの電圧を印加すると、液晶分子23のらせん構造
かほどけ、双極子モーメント(Pl ) 24はすべて
電界方向に向くよう、液晶分子23の配向方向を変える
ことがてきる。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ニコルの位置関
係に配置した偏光子をとけば、電圧印加極性によって光
学特性か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。
本発明の強誘電性液晶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lOμ以下)する
ことができる、このように液晶相か薄くなるにしたがい
、第3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はほどけ、非らせん構造となり、そ
の双極子モーメントPa又はpbは上向き(34a)又
は下向き(:14b)のどちらかの状態をとる。このよ
うなセルに、第3図に示す如く一定の閾値以上の極性の
異なる電界EaまたはEbを付与すると、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
向き34a又は、下向き34bと向きを変え、それに応
して液晶分子は第一の安定状態33a、あるいは第二の
安定状g:+:+bの何れか一方に配向する。
ルは、その厚さを充分に薄く(例えばlOμ以下)する
ことができる、このように液晶相か薄くなるにしたがい
、第3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はほどけ、非らせん構造となり、そ
の双極子モーメントPa又はpbは上向き(34a)又
は下向き(:14b)のどちらかの状態をとる。このよ
うなセルに、第3図に示す如く一定の閾値以上の極性の
異なる電界EaまたはEbを付与すると、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
向き34a又は、下向き34bと向きを変え、それに応
して液晶分子は第一の安定状態33a、あるいは第二の
安定状g:+:+bの何れか一方に配向する。
このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は、先に述べたが2つある。その第1は、応答
速度か極めて速いことであり、第2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3
図によって更に説明すると、電界Eaを印加すると液晶
分子は第一の安定状333 Bに配向するか、この状態
は電界を切っても安定である。又、逆向きの電界Ebを
印加すると、液晶分子は第二の安定状態コ3bに配向し
て、その分子の向きを変えるか、やはり電界を切っても
この状態に留っている。また、与える電界Eaが一定の
閾値を越えない限り、それでれの配向状態にやはり維持
されている。このような応答速度の速さと、双安定性か
有効に実現されるには、セルとしては出来るたけ薄い方
か好ましくい。
との利点は、先に述べたが2つある。その第1は、応答
速度か極めて速いことであり、第2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3
図によって更に説明すると、電界Eaを印加すると液晶
分子は第一の安定状333 Bに配向するか、この状態
は電界を切っても安定である。又、逆向きの電界Ebを
印加すると、液晶分子は第二の安定状態コ3bに配向し
て、その分子の向きを変えるか、やはり電界を切っても
この状態に留っている。また、与える電界Eaが一定の
閾値を越えない限り、それでれの配向状態にやはり維持
されている。このような応答速度の速さと、双安定性か
有効に実現されるには、セルとしては出来るたけ薄い方
か好ましくい。
この強誘電性液晶素子か所定の駆動特性を発揮するため
には、一対の平行基板間に配置される強誘電性液晶か、
電界の印加状態とは無関係に、上記2つの安定状態の間
での変換か効果的に起こるような分子配列状態にあるこ
とが必要である0例えばカイラルスメクティック相を有
する強誘電性液晶については、カイラルスメクティック
相の液晶分子層が基板面に対して垂直て、したかって液
晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列した領域(モノドメ
イン)か形成される必要かある。しかしながら、これま
でのカラーの強誘電性液晶素子においては、このような
モノドメイン構造を有する液晶の配向状態が、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
かった実情である。
には、一対の平行基板間に配置される強誘電性液晶か、
電界の印加状態とは無関係に、上記2つの安定状態の間
での変換か効果的に起こるような分子配列状態にあるこ
とが必要である0例えばカイラルスメクティック相を有
する強誘電性液晶については、カイラルスメクティック
相の液晶分子層が基板面に対して垂直て、したかって液
晶分子軸が基板面にほぼ平行に配列した領域(モノドメ
イン)か形成される必要かある。しかしながら、これま
でのカラーの強誘電性液晶素子においては、このような
モノドメイン構造を有する液晶の配向状態が、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
かった実情である。
第4図は従来のカラーの強誘電性液晶素子の断面図を表
わし、第5図は従来の強誘電性液晶素子に現われた配向
欠陥の状態を表わす機略説明図である。
わし、第5図は従来の強誘電性液晶素子に現われた配向
欠陥の状態を表わす機略説明図である。
すなわち、第4図に示す従来の強誘電性液晶素子40は
、一対の平行基板41と42を有しており、基板41と
42にはそれぞれマトリクス電極構造をなすストライプ
状の透明電極43と44が設けられている。
、一対の平行基板41と42を有しており、基板41と
42にはそれぞれマトリクス電極構造をなすストライプ
状の透明電極43と44が設けられている。
カラーフィルターは各画素を形成する赤(R)、緑(G
)、青(B)の色素からなり、また色素の上には透明な
保護膜48が形成されているが、各色素層の膜厚はその
形成法にかかわらずそれぞれ異なるので、2000人〜
Igm程度の段差Aが形成される。この結果、降温過程
を利用して配向制御を行うと、上述の段差Aが原因とな
って、その段差Aを境にして強誘電性液晶47に配向欠
陥を生じることになる。また、この段差Aか存在する基
板41と42の上にそれぞれ配向制御膜45と46を設
けると、この配向制W膜にも段差Aに応じて形成された
段差Cが画素のほぼ膜厚分で生じ、上述の同様に強誘電
性液晶47に配向欠陥を生じる。
)、青(B)の色素からなり、また色素の上には透明な
保護膜48が形成されているが、各色素層の膜厚はその
形成法にかかわらずそれぞれ異なるので、2000人〜
Igm程度の段差Aが形成される。この結果、降温過程
を利用して配向制御を行うと、上述の段差Aが原因とな
って、その段差Aを境にして強誘電性液晶47に配向欠
陥を生じることになる。また、この段差Aか存在する基
板41と42の上にそれぞれ配向制御膜45と46を設
けると、この配向制W膜にも段差Aに応じて形成された
段差Cが画素のほぼ膜厚分で生じ、上述の同様に強誘電
性液晶47に配向欠陥を生じる。
第5図は、上記強誘電性液晶素子をクロスニコルの偏光
顕微鏡で観察した時のスケッチで、図中の白線51は液
晶素子に使用したスペーサー(図示せず)のラインに対
応し、a52及び53は第4図の基板41上の段差Cに
対応してli[されている。また、図中の部分54は対
向電極間にはさまれた強誘電性液晶である。偏光W4微
鏡中に多数現出した刃状線55は強誘電性液晶の配向欠
陥を表わしている。
顕微鏡で観察した時のスケッチで、図中の白線51は液
晶素子に使用したスペーサー(図示せず)のラインに対
応し、a52及び53は第4図の基板41上の段差Cに
対応してli[されている。また、図中の部分54は対
向電極間にはさまれた強誘電性液晶である。偏光W4微
鏡中に多数現出した刃状線55は強誘電性液晶の配向欠
陥を表わしている。
この様に強誘電性液晶の接する面て1000Å以上の段
差が存在すると、その段差から配向欠陥を生じ、強誘電
性液晶のモノドメイン形成は阻害される。
差が存在すると、その段差から配向欠陥を生じ、強誘電
性液晶のモノドメイン形成は阻害される。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明者等は、この様な基板上の段差が強誘電性液晶に
対する配向欠陥を発生させる原因となっていることを実
験により明らかにした。
対する配向欠陥を発生させる原因となっていることを実
験により明らかにした。
本発明の目的は、上記の配向欠陥の発生を防止し、強誘
電性液晶素子が本来もっている高速応答性とメモリー効
果特性を充分に発揮することのできる強誘電性液晶素子
を提供することにある。
電性液晶素子が本来もっている高速応答性とメモリー効
果特性を充分に発揮することのできる強誘電性液晶素子
を提供することにある。
[問題点を解決するための手段]
即ち、本発明は透明電極の形成された一対の透明な平行
基板間に強誘電性液晶を挟持してなる強誘電性液晶素子
において、少なくとも一方の基板の外側にカラーフィル
ターを少なくとも表示有効画素部以上の大きさに形成し
、かつ前記カラーフィルターが形成された基板の屈折率
nと厚さd(am)とをd/n≦1.0になるように形
成してなることを特徴とする強誘電性液晶素子である。
基板間に強誘電性液晶を挟持してなる強誘電性液晶素子
において、少なくとも一方の基板の外側にカラーフィル
ターを少なくとも表示有効画素部以上の大きさに形成し
、かつ前記カラーフィルターが形成された基板の屈折率
nと厚さd(am)とをd/n≦1.0になるように形
成してなることを特徴とする強誘電性液晶素子である。
以下、図面に基づき本発明を説明する。
第1図は本発明に係わるカラーの強誘電性液晶素子の構
成を示す断面図である。同第1図において、カラーの強
誘電性液晶素子1はガラス板またはプラスチック板等の
透明板を用いた基板1aとibを有し、その間には強誘
電性液晶7が挟持されている。各基板1aとlbにはマ
トリックス電極構造を形成するストライプ形状の透明電
極3と4か配置され、この透明電極の上には配向制御膜
5及び6か形成されている。
成を示す断面図である。同第1図において、カラーの強
誘電性液晶素子1はガラス板またはプラスチック板等の
透明板を用いた基板1aとibを有し、その間には強誘
電性液晶7が挟持されている。各基板1aとlbにはマ
トリックス電極構造を形成するストライプ形状の透明電
極3と4か配置され、この透明電極の上には配向制御膜
5及び6か形成されている。
各色画素を形成するR(赤)、G(緑)、B(青)の各
カラーフィルター2は観察者側の基板laの外側に所望
のR,G、Hの色特性を有する有機染料もしくは有機顔
料の色素か、あるいは光干渉を利用したダイクロイック
ミラーによるR2O,Bて形成されている。
カラーフィルター2は観察者側の基板laの外側に所望
のR,G、Hの色特性を有する有機染料もしくは有機顔
料の色素か、あるいは光干渉を利用したダイクロイック
ミラーによるR2O,Bて形成されている。
さらに、これらの各色画素を保護する為に、各色画素上
に保護膜10が形成されている。また、これらのセルを
表示素子とする為に、該セルを直線偏光板8と9で挟持
した構成からなっている。
に保護膜10が形成されている。また、これらのセルを
表示素子とする為に、該セルを直線偏光板8と9で挟持
した構成からなっている。
前記配向制御膜5と6は強誘電性液晶7の厚さに依存す
るが、一般的にはIOA〜1弘、好適には100A〜3
000Aの範囲に設定する。但し、ここては、セルの形
成に必要なシール剤や封止剤は省略して図示していない
。
るが、一般的にはIOA〜1弘、好適には100A〜3
000Aの範囲に設定する。但し、ここては、セルの形
成に必要なシール剤や封止剤は省略して図示していない
。
第1図に示すように、カラーフィルターR1G、Bは観
察者側のガラス基板の外側に形成され、該カラーフィル
ターR,G、Bの各画素の大きさは透明電極の表示有効
画素部以上の大きさに、即ち該表示有効画素部と等しい
か、もしくはそれより大きく形成する。
察者側のガラス基板の外側に形成され、該カラーフィル
ターR,G、Bの各画素の大きさは透明電極の表示有効
画素部以上の大きさに、即ち該表示有効画素部と等しい
か、もしくはそれより大きく形成する。
各カラーフィルターR,G、Bの画素間の間隔をS、カ
ラーフィルターを形成する基板の厚さをd、基板の屈折
率をnとし、また観察者側と反対側の入射光の入射角を
θとすると、次のような条件が得られる。
ラーフィルターを形成する基板の厚さをd、基板の屈折
率をnとし、また観察者側と反対側の入射光の入射角を
θとすると、次のような条件が得られる。
ここて、混色か起こらないようにするには、画素間の間
隔Sを小さくし、該画素間の間隔Sの外に光か通らない
ようにする必要がある。
隔Sを小さくし、該画素間の間隔Sの外に光か通らない
ようにする必要がある。
本発明は、この様な混色か起こらない条件として、カラ
ーフィルターを形成する基板の屈折率nと厚さd (m
m)との−の比が1.0以下、好ましくは1.0〜0.
05が望ましい。
ーフィルターを形成する基板の屈折率nと厚さd (m
m)との−の比が1.0以下、好ましくは1.0〜0.
05が望ましい。
本発明においては、強誘電性液晶素子を形成する少なく
とも一方の基板の外側にカラーフィルターを形成し、即
ち液晶層内の段差を生ずる主原因になっているR、G、
Bのカラーフィルターを液晶か接する基板面に形成しな
いで、そのN対面である外側に形成することにより、液
晶層と接する面の段差を少なくし、例えば100OA以
下にすることがてき、従来の強誘電性液晶素子の欠点で
ある配向欠陥を無くシモノドメインを形成することかで
きる。
とも一方の基板の外側にカラーフィルターを形成し、即
ち液晶層内の段差を生ずる主原因になっているR、G、
Bのカラーフィルターを液晶か接する基板面に形成しな
いで、そのN対面である外側に形成することにより、液
晶層と接する面の段差を少なくし、例えば100OA以
下にすることがてき、従来の強誘電性液晶素子の欠点で
ある配向欠陥を無くシモノドメインを形成することかで
きる。
この様に、本発明のようにカラーフィルターを基板の外
側に形成すると、液晶表示部とカラーフィルタ一層とが
基板の厚さ分たけ蕩れるので、隣の画素の光か混じって
入ってくることがあるので、第1図のAに示されるよう
に観察者側から見ると色ズレや混色の原因になりかねな
いか、本発明ではカラーフィルターを形成する基板の屈
折率nと厚さd (+1m)となd/n≦1.0になる
様に形成されているので混色が起こることがなく、配向
欠陥のない強誘電性液晶素子を得ることができる。
側に形成すると、液晶表示部とカラーフィルタ一層とが
基板の厚さ分たけ蕩れるので、隣の画素の光か混じって
入ってくることがあるので、第1図のAに示されるよう
に観察者側から見ると色ズレや混色の原因になりかねな
いか、本発明ではカラーフィルターを形成する基板の屈
折率nと厚さd (+1m)となd/n≦1.0になる
様に形成されているので混色が起こることがなく、配向
欠陥のない強誘電性液晶素子を得ることができる。
本発明で用いる液晶材料として、とくに適したものは双
安定性を有する液晶であって、強誘電性を有するもので
ある。A体的にはカイラルスメクティックC相(Sac
”) 、 H相(SmH″)、I相(Sml”) 、
J相(S+J”) 、 K相(SmK″)、G相(S鳳
G”)またはF相(SmF”)の液晶を用いることかで
きる。
安定性を有する液晶であって、強誘電性を有するもので
ある。A体的にはカイラルスメクティックC相(Sac
”) 、 H相(SmH″)、I相(Sml”) 、
J相(S+J”) 、 K相(SmK″)、G相(S鳳
G”)またはF相(SmF”)の液晶を用いることかで
きる。
この強誘電性液晶については、“ル・ジュールナル・ト
・フィシーク・ルチール″ (“LEJOLIRNAL
DE PHYSIQL!E LE丁TI’lE
S” ) 1975年、 36(L−69)号、「フ
ェロエレクトリック・リキッド・クリスタルスJ (’
Ferroelectric LiquidCryst
alsJ); “アプライド・フィジックス・レター
ズ” (“Applied Physics Lett
ers”)1980年、35 (11)号 、「サブミ
クロ・セカンド・バイスティプル・エレクトロオプチッ
ク・スイッチング・イン・リキッド・クリスタルス」(
’Submicro 5econd B15table
ElectroopticSwitching in
Liquid Crystals」) ; “固体物
理”1981年 16 (141)号、「液晶」等に記
載されており、本発明においては、これらに開示された
強誘電性液晶を使用することかできる。
・フィシーク・ルチール″ (“LEJOLIRNAL
DE PHYSIQL!E LE丁TI’lE
S” ) 1975年、 36(L−69)号、「フ
ェロエレクトリック・リキッド・クリスタルスJ (’
Ferroelectric LiquidCryst
alsJ); “アプライド・フィジックス・レター
ズ” (“Applied Physics Lett
ers”)1980年、35 (11)号 、「サブミ
クロ・セカンド・バイスティプル・エレクトロオプチッ
ク・スイッチング・イン・リキッド・クリスタルス」(
’Submicro 5econd B15table
ElectroopticSwitching in
Liquid Crystals」) ; “固体物
理”1981年 16 (141)号、「液晶」等に記
載されており、本発明においては、これらに開示された
強誘電性液晶を使用することかできる。
強誘電性液晶の具体例としては、例えばデシロキシへン
ジリデンーp′−アミノ〜2−メチルブチルシンナメー
)−(DOBAMBC) 、ヘキシルオキシベンジリデ
ン−p′−アミノ−2−クロルプロピルシンナメ−)−
(IIOBA(”PC)、4−o−(2−メチル)−ブ
チルレゾルシリテン−4′−オクチルアニリン(VBR
AS)が挙げられる。
ジリデンーp′−アミノ〜2−メチルブチルシンナメー
)−(DOBAMBC) 、ヘキシルオキシベンジリデ
ン−p′−アミノ−2−クロルプロピルシンナメ−)−
(IIOBA(”PC)、4−o−(2−メチル)−ブ
チルレゾルシリテン−4′−オクチルアニリン(VBR
AS)が挙げられる。
これらの材料を用いて素子を構成する場合、液晶化合物
がカイラルスメクティック相となるような温度状態に保
持するため、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれ
たブロック等により支持することができる。
がカイラルスメクティック相となるような温度状態に保
持するため、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれ
たブロック等により支持することができる。
本発明に用いられる配向制御膜の材料としては、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、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
ア樹脂、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、環状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〜ポリブタジエンなど)などから選択し
て形成することかできる。
、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、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
ア樹脂、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、環状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〜ポリブタジエンなど)などから選択し
て形成することかできる。
本発明に用いられるカラーフィルターを構成する色素材
料としては、アゾ系、アントラキノン系、フタロシアニ
ン系、キナクリドン系、イソイントリノン系、ジオキサ
ジン系、ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系、ピ
ロコリン系、フルオルビン系、キノフタロン系等が挙げ
られる。
料としては、アゾ系、アントラキノン系、フタロシアニ
ン系、キナクリドン系、イソイントリノン系、ジオキサ
ジン系、ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系、ピ
ロコリン系、フルオルビン系、キノフタロン系等が挙げ
られる。
[作 用]
本発明の強誘電性液晶素子は透明電極の形成された一対
の透明な平行基板間に強誘電性液晶を挟持してなる強誘
電性液晶素子において、少なくとも一方の基板の外側に
カラーフィルターを少なくとも表示有効画素部以上の大
きさに形成し、かつ前記カラーフィルターが形成された
基板の屈折率nと厚さd(g+■〕となd/n≦1.0
になるように形成してなるのて、液晶層内の段差ムラに
より発生する配向欠陥を無くして均一なモノドメインの
液晶相か得られ、かつカラーフィルターを基板の外側に
形成することにより発生し易い色ズレを解消し、混色の
発生を防止することがてきる。
の透明な平行基板間に強誘電性液晶を挟持してなる強誘
電性液晶素子において、少なくとも一方の基板の外側に
カラーフィルターを少なくとも表示有効画素部以上の大
きさに形成し、かつ前記カラーフィルターが形成された
基板の屈折率nと厚さd(g+■〕となd/n≦1.0
になるように形成してなるのて、液晶層内の段差ムラに
より発生する配向欠陥を無くして均一なモノドメインの
液晶相か得られ、かつカラーフィルターを基板の外側に
形成することにより発生し易い色ズレを解消し、混色の
発生を防止することがてきる。
この様にして本発明の強誘電性液晶素子における平面性
のよい基板に挟持された液晶相は等吉相より、液晶相に
移行する降温過程において、徐冷することにより、液晶
相領域か次第に広がり均一なモノドメインの液晶相を形
成するようになる。
のよい基板に挟持された液晶相は等吉相より、液晶相に
移行する降温過程において、徐冷することにより、液晶
相領域か次第に広がり均一なモノドメインの液晶相を形
成するようになる。
例えば、液晶として強誘電性液晶相を示す前記のDOB
AMBGを例にあげて説明すると、 DOBAMBCの
等吉相より徐冷していくとき約115°Cてスメクチッ
クA相(S■A”)に相転移する。このとき、基板にラ
ビングあるいは5in2斜め蒸着などの配向処理が施さ
れていると、液晶分子の分子軸か基板に、平行で、かつ
一方向に配向したモノ1へメインか形成される。さらに
、冷却を進めていくと、液晶相の厚みに依存する約90
〜75℃の間の特定温度てカイラルスメクチックC相(
Sac’)に相転位する。
AMBGを例にあげて説明すると、 DOBAMBCの
等吉相より徐冷していくとき約115°Cてスメクチッ
クA相(S■A”)に相転移する。このとき、基板にラ
ビングあるいは5in2斜め蒸着などの配向処理が施さ
れていると、液晶分子の分子軸か基板に、平行で、かつ
一方向に配向したモノ1へメインか形成される。さらに
、冷却を進めていくと、液晶相の厚みに依存する約90
〜75℃の間の特定温度てカイラルスメクチックC相(
Sac’)に相転位する。
また、液晶相の厚みを約2ル以下とした場合は、S鱈8
相のらせんが解け、双安定性を示す。
相のらせんが解け、双安定性を示す。
[実施例]
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1
厚さdか1.1+smて屈折率nが1.53、すなわち
−= 0.72のガラス基板上に ITOを50OAの
厚さにスパッタリング法により成膜し、透明電極を形成
した。しかる後に、第6図に示すように前記ガラス基板
61の透明電極65の反対側の表面に、第6図(a)〜
(f)に示す方法でR,G、Bの3色の色画素の着色層
64を形成した。
−= 0.72のガラス基板上に ITOを50OAの
厚さにスパッタリング法により成膜し、透明電極を形成
した。しかる後に、第6図に示すように前記ガラス基板
61の透明電極65の反対側の表面に、第6図(a)〜
(f)に示す方法でR,G、Bの3色の色画素の着色層
64を形成した。
即ち、第6図(a) 〜(f)は、R,G、Bの3色の
色画素の形成工程を示す工程図である。
色画素の形成工程を示す工程図である。
まず、コーニング社の厚さ 1.1mm、屈折率1.5
3の# 7059ガラス基板61上にポジ型レジスト(
商品名: 0FPR77、東京応化製)をスピナーを用
いて1.0μ−の層厚に塗布し、レジスト層62を設け
た。
3の# 7059ガラス基板61上にポジ型レジスト(
商品名: 0FPR77、東京応化製)をスピナーを用
いて1.0μ−の層厚に塗布し、レジスト層62を設け
た。
(第6図(a)参照)
次に、所定のパターンマスク63を用いてこれを露光し
く第6図(b)参照) 、 0DuR1010シリーズ
専用現像液によって現像して所定のストライプ形状を有
するリフトオフ用パターン62aを形成した。(第6図
(c)参照) 次に、ガラス基板61のパターン形成面の全面を露光し
、更に不要なパターン部以外のレジスト残渣を酸素プラ
ズマ灰化処理によってガラス基板61上から取除いた。
く第6図(b)参照) 、 0DuR1010シリーズ
専用現像液によって現像して所定のストライプ形状を有
するリフトオフ用パターン62aを形成した。(第6図
(c)参照) 次に、ガラス基板61のパターン形成面の全面を露光し
、更に不要なパターン部以外のレジスト残渣を酸素プラ
ズマ灰化処理によってガラス基板61上から取除いた。
このようにして、リフトオフ用のパターン62aが形成
されたガラス基板61を真空蒸着装置内の所定の位置に
配置し、蒸発源としてのモリブデンボートに蒸着用青色
素としてニッケルフタロシアニンを入れ、蒸発温度を4
70℃に調節し、ニッケルフタロシアニンを450OA
の厚さに成るように基板61のリフトオフ用パターン形
成面に蒸着することによって着色層64を形成した。(
第6図(c)参照) このリフトオフ用パターン62aと着色層64か形成さ
れている基板61を0FPR77シリーズ専用現像液中
に5分間浸漬攪拌し、レジストパターンfi2aと共に
このパターン上に蒸着した着色層64a ?:大基板ら
除去し、青色着色層64bを有する青色ストライプフィ
ルターを作製した。(第6図(e)参照) 一方、緑色と赤色のストライプフィルターは第6図の(
a)〜(e)の工程を縁り返すことで得られる。
されたガラス基板61を真空蒸着装置内の所定の位置に
配置し、蒸発源としてのモリブデンボートに蒸着用青色
素としてニッケルフタロシアニンを入れ、蒸発温度を4
70℃に調節し、ニッケルフタロシアニンを450OA
の厚さに成るように基板61のリフトオフ用パターン形
成面に蒸着することによって着色層64を形成した。(
第6図(c)参照) このリフトオフ用パターン62aと着色層64か形成さ
れている基板61を0FPR77シリーズ専用現像液中
に5分間浸漬攪拌し、レジストパターンfi2aと共に
このパターン上に蒸着した着色層64a ?:大基板ら
除去し、青色着色層64bを有する青色ストライプフィ
ルターを作製した。(第6図(e)参照) 一方、緑色と赤色のストライプフィルターは第6図の(
a)〜(e)の工程を縁り返すことで得られる。
先ず、緑色の革着用色素として、ナマリフタロシアニン
を500OAの厚さに成るように蒸着し線層を形成した
。この緑色の蒸着層の層厚は5500Aとした。
を500OAの厚さに成るように蒸着し線層を形成した
。この緑色の蒸着層の層厚は5500Aとした。
次に、赤色の蒸着用色素として、先ずアントラキノンを
300OAの厚さに成るように蒸着し赤色層を形成した
。この赤色の着色層の層厚は5500Aとした。
300OAの厚さに成るように蒸着し赤色層を形成した
。この赤色の着色層の層厚は5500Aとした。
以上のようにして第6図(f)に示す様にB。
G、Rのカラーフィルターを形成することができた。
次に、前記カラーフィルターの上に第1図に示すような
保護膜10として、ネガレジスト(0DOR東京応化)
を塗布形成した。(第6図には図示せず) 次に前記のような透明電極とR,G、B色画素を形成し
たガラス基板に、第1図に示すように透明電極3上に配
向制御膜5として、ポリイミド形成溶液(日立化成工業
株製、’PIQJ)を3000rpmで回転するスピン
ナーで塗布し、150”Cで30分間加熱を行なって2
00OAのポリイミド被膜を形成した。しかる後、この
ポリイミド被膜表面をラビング処理した。又ガラス基板
1bの配向制御膜6も前記と同様に形成した。
保護膜10として、ネガレジスト(0DOR東京応化)
を塗布形成した。(第6図には図示せず) 次に前記のような透明電極とR,G、B色画素を形成し
たガラス基板に、第1図に示すように透明電極3上に配
向制御膜5として、ポリイミド形成溶液(日立化成工業
株製、’PIQJ)を3000rpmで回転するスピン
ナーで塗布し、150”Cで30分間加熱を行なって2
00OAのポリイミド被膜を形成した。しかる後、この
ポリイミド被膜表面をラビング処理した。又ガラス基板
1bの配向制御膜6も前記と同様に形成した。
このようにして形成したカラーフィルター基板laと対
向する基板1bを貼り合わせてセル組し、強誘電性液晶
を注入、封止して液晶素子を得た。この液晶素子をクロ
スニコルの偏光!ai1微競でU察したところ、内部の
液晶分子は配向欠陥を生じていないことが確認され、又
、偏光板8.9を貼り合わせて液晶素子とし、カラーフ
ィルターと反対側から蛍光灯を照射し、i1M察者側か
ら観察して駆動動作を行なっても、前記の色ズレ、混色
か観察されなかった。
向する基板1bを貼り合わせてセル組し、強誘電性液晶
を注入、封止して液晶素子を得た。この液晶素子をクロ
スニコルの偏光!ai1微競でU察したところ、内部の
液晶分子は配向欠陥を生じていないことが確認され、又
、偏光板8.9を貼り合わせて液晶素子とし、カラーフ
ィルターと反対側から蛍光灯を照射し、i1M察者側か
ら観察して駆動動作を行なっても、前記の色ズレ、混色
か観察されなかった。
実施例2
実施例1において、カラーフィルターを形成するガラス
基板に、厚さ0.7冒■、屈折率1.52の青板ガラス
を用い、 五を0.45としたか、実施例1と同様、配向欠陥。
基板に、厚さ0.7冒■、屈折率1.52の青板ガラス
を用い、 五を0.45としたか、実施例1と同様、配向欠陥。
混色か確認されなかった。
d 。
しかしながら、以上説明したーか1.0をこえると、色
画素の間隔Sか大きくなるので、画素密度か低下し表示
素子として不適なものとなる。
画素の間隔Sか大きくなるので、画素密度か低下し表示
素子として不適なものとなる。
その具体例を示すと、入射角θ=3°、n=1.52の
場合、 −= 1.32 (d = 2.00m1)のとき
5=69μ(この場合には画素間隔が大きいので画素密
度が低下する) 一= 1.00 (d = 1.52m■)のとき
5=52勝−= 013 (d = 0.5 mm)の
とき S=1フル一=0.07 (d =O,l t
a膿)のとき S=3ルか挙げられる。
場合、 −= 1.32 (d = 2.00m1)のとき
5=69μ(この場合には画素間隔が大きいので画素密
度が低下する) 一= 1.00 (d = 1.52m■)のとき
5=52勝−= 013 (d = 0.5 mm)の
とき S=1フル一=0.07 (d =O,l t
a膿)のとき S=3ルか挙げられる。
したがって、ディスプレイとしては、画素密度が耶い方
が有利なため、−を1.0以下にするのが好適である。
が有利なため、−を1.0以下にするのが好適である。
また、上記したカラーフィルターの形成方法は、上述の
他に染色法、電着法、印刷法、着色樹脂法、光学干渉法
等で形成することかてきる。
他に染色法、電着法、印刷法、着色樹脂法、光学干渉法
等で形成することかてきる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明の強誘電性液晶になるよう
に形成しているので、基板の外側にカラーフィルターを
形成するが為に生ずる色ズレ等の欠点を無くすことがで
きると共に液晶層内の段差ムラにより発生する配向欠陥
を無くして均一なモノドメインの液晶相を得ることがで
きる。
に形成しているので、基板の外側にカラーフィルターを
形成するが為に生ずる色ズレ等の欠点を無くすことがで
きると共に液晶層内の段差ムラにより発生する配向欠陥
を無くして均一なモノドメインの液晶相を得ることがで
きる。
又、基板の外側にカラーフィルターを形成する為に、製
造が容易で歩留りか良いので安価な液晶素子を提供する
ことかてきる。
造が容易で歩留りか良いので安価な液晶素子を提供する
ことかてきる。
第1図は本発明に係わる強誘電性液晶素子の基本構成を
示す断面図、第2図及び第3図は本発明で用いる強誘電
性液晶を模式的に表わし・た斜視図、第4図は従来のカ
ラーの強3A電性液晶素子の断面図、第5図は従来の強
誘電性液晶素子に現われた配向欠陥の状態を表わす概略
説明図および第6図(a)〜(f)は本発明の色画素の
形成工程を示す工程図である。
示す断面図、第2図及び第3図は本発明で用いる強誘電
性液晶を模式的に表わし・た斜視図、第4図は従来のカ
ラーの強3A電性液晶素子の断面図、第5図は従来の強
誘電性液晶素子に現われた配向欠陥の状態を表わす概略
説明図および第6図(a)〜(f)は本発明の色画素の
形成工程を示す工程図である。
Claims (1)
- 透明電極の形成された一対の透明な平行基板間に強誘電
性液晶を挟持してなる強誘電性液晶素子において、少な
くとも一方の基板の外側にカラーフィルターを少なくと
も表示有効画素部以上の大きさに形成し、かつ前記カラ
ーフィルターが形成された基板の屈折率nと厚さd(m
m)とをd/n≦1.0になるように形成してなること
を特徴とする強誘電性液晶素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20798186A JP2533302B2 (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20798186A JP2533302B2 (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 液晶素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6364025A true JPS6364025A (ja) | 1988-03-22 |
JP2533302B2 JP2533302B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=16548701
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20798186A Expired - Fee Related JP2533302B2 (ja) | 1986-09-05 | 1986-09-05 | 液晶素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2533302B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02269315A (ja) * | 1988-12-15 | 1990-11-02 | Hughes Aircraft Co | 反射型カラーフィルタを持った液晶装置を用いた投影装置 |
JPH03102302A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-04-26 | Idemitsu Kosan Co Ltd | カラーフィルタ及びその製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59180525A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-13 | Citizen Watch Co Ltd | カラ−液晶表示パネル |
JPS60150524U (ja) * | 1984-03-12 | 1985-10-05 | スタンレー電気株式会社 | 液晶表示装置 |
JPS61149984A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-08 | 株式会社リコー | 液晶カラ−表示装置 |
JPS61231586A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | 株式会社リコー | カラ−液晶表示装置 |
-
1986
- 1986-09-05 JP JP20798186A patent/JP2533302B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59180525A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-13 | Citizen Watch Co Ltd | カラ−液晶表示パネル |
JPS60150524U (ja) * | 1984-03-12 | 1985-10-05 | スタンレー電気株式会社 | 液晶表示装置 |
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JPS61231586A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | 株式会社リコー | カラ−液晶表示装置 |
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---|---|---|---|---|
JPH02269315A (ja) * | 1988-12-15 | 1990-11-02 | Hughes Aircraft Co | 反射型カラーフィルタを持った液晶装置を用いた投影装置 |
JPH03102302A (ja) * | 1989-09-18 | 1991-04-26 | Idemitsu Kosan Co Ltd | カラーフィルタ及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2533302B2 (ja) | 1996-09-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |