JP3042424B2

JP3042424B2 - 表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP3042424B2
Application number: JP29798696A
Authority: JP
Inventors: 潤小倉; 悟下田; 富雄田中; 哲志吉田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1996-10-22
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JPH10123528A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、強誘電相を有す
る液晶を用いた表示素子とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より広く使用されているネマチック
液晶を用いた液晶表示素子に代えて、高速応答特性及び
広い視野角特性が期待される強誘電性液晶、反強誘電性
液晶等を用いた液晶表示素子が開発されている。これら
の液晶表示素子は、図１１に示すように、対向する内面
に電極を形成した一対の基板７１、７２の対向面に、互
いに平行で且つ反対方向７１Ａ，７２Ａにラビングを施
し、強誘電性液晶或いは反強誘電性液晶を介在させたも
のである。

【０００３】この種の液晶表示素子において、高い品質
の画像を表示するためには、スメクティック相の液晶
が、均一な層構造を維持して両基板間に配置されている
ことが望ましい。即ち、液晶分子の配向によるスメクテ
ィック層の構造に欠陥が少ないことが望ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の強誘電性液晶表示素子及び反強誘電性液晶表示素子で
は、一対の基板に互いに平行で反対方向にラビングを施
している。

【０００５】しかし、基板近傍のスメクティック相の液
晶は、配向処理の方向に対し、スメクティック層の法線
を所定角度Φ傾いた方向に向けて配向する。このため、
上基板近傍の液晶分子と下基板近傍の液晶分子では、そ
の層構造の層の法線方向が２Φだけずれてしまう。両基
板の近傍から液晶のスメクティック層を成長させた場合
には、一方の基板側から成長したスメクティック層の方
向と、他方の基板側から成長したスメクティック層の方
向と、が液晶層の中央部で一致しなくなり、断絶が生
じ、配向不良が生じ、ひいては、表示画像のコントラス
トを低下させ、及び品質を低下させる場合があった。

【０００６】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
で、高品質の画像を表示することができるスメクティッ
ク相の液晶を用いた液晶表示素子とその製造方法を提供
することを目的とする。また、この発明は、液晶層全体
が均一な層構造を有するスメクティック相の液晶を用い
た液晶表示素子及びその製造方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の第１の観点に係る表示素子は、一面に電
極と、互いに平行で且つ反対の第１の方向に同一回ずつ
ラビングされた配向膜とが形成された第１の基板と、前
記第１の基板に対向して配置され、前記第１の基板の一
面に対向する面に電極と、互いに平行で且つ反対の方向
であって、第１の方向との交角が２Φの第２の方向に同
一回ずつラビングされた配向膜とが形成された第２の基
板と、前記第１と第２の基板間に配置され、バルクの液
晶が有する螺旋構造のコーン軸と液晶分子軸とのなすチ
ルト角θを２倍したコーンアングル２θの値が４５゜よ
り大きいカイラルスメクティックＣ相を示す液晶組成物
からなり、前記第１の基板近傍の液晶分子が、カイラル
スメクティック相の液晶が有する層構造の層の法線方向
を前記第１の方向に対して交角Φで交差する前記第３の
方向に向けて配向し、前記第２の基板近傍の液晶分子
が、カイラルスメクティック相の液晶が有する層構造の
層の法線方向を前記第２の方向に対して交角Φで交差す
る前記第３の方向に向けて配向するカイラルスメクティ
ック相の液晶と、前記第１と第２の基板とを挟んでそれ
ぞれの光学軸が互いにほぼ直交配置され、一方の光学軸
の方向を、前記第１または第２の方向により挟まれる角
度範囲で、且つ前記第１または第２の方向に対して、前
記コーンアングル２θから４５゜を差し引いた角度範囲
で交差する方向に配置した一対の偏光板と、より構成さ
れる。

【０００８】このような構成によれば、第１の基板と第
２の基板のラビング方向の交角が２Φに設定されている
ので、第１の基板近傍のスメクティック層（スメクティ
ック相の液晶が有する層構造の層）の法線の方向と、第
２の基板近傍のスメクティック層の法線の方向が共に第
３の方向となって、一致する。したがって、液晶層の層
構造に欠陥が生じ難く、均一な液晶層分子の配向状態を
得ることができ、配向欠陥の少ない高品質の画像を表示
することができる。また、液晶としてコーンアングル２
θの値が４５゜より大きいカイラルスメクティックＣ相
を示す液晶組成物を用い、光学軸を互いに直交配置した
一対の偏光板の一方の光学軸を前記第１または第２の方
向により挟まれる角度範囲で、且つ前記第１または第２
の方向に対して、前記コーンアングル２θから４５゜を
差し引いた角度範囲で交差する方向に配置したので、強
誘電性相を有する液晶を強誘電性相に配向させることな
く光の透過と遮断とを制御することができるので、表示
の焼き付きが生じ難くなり、高品位の画像を表示するこ
とができる。

【０００９】前記第１の基板と第２の基板のラビングに
よる配向処理は、例えば、基板に形成された配向膜の表
面を平行な方向で且つ反対方向に１回又は複数回ずつ同
一回数ラビングすることにより行われる。

【００１０】前記液晶は、ＳｍＣＡ^*相の液晶またはＳ
ｍＣ ^*相の液晶から構成されており、また、一対の偏光
板は、それらの偏光版の光学軸を第３の方向に対して２
２．５゜より大きく、前記チルト角θより小さい角度の
範囲で交差させて配置されている。

【００１１】上記目標を達成するために、この発明の第
２の観点にかかる表示素子の製造方法は、対向面に電極
が形成された第１と第２の基板の対向面にそれぞれ配向
膜を形成し、該配向膜の表面それぞれ反対方向に同一数
回ずつラビングする工程と、前記第１の基板と第２の基
板を、それぞれの配向処理の方向の交角が２Φになるよ
うに所定のギャップで配置する工程と、前記第１と第２
の基板間に、スメクティック層を形成するためのカイラ
ルスメクティック層を示す液晶を配置する工程と、前記
液晶を加熱して一旦アイソトロピック相にし、続いて、
前記第１と第２の基板近傍から再配向させることによ
り、それぞれの基板近傍から再配向したスメクティック
層の法線方向をそれぞれの基板の配向処理方向に対して
交角Φで交差する方向に向けて一致させたスメクティッ
ク層を形成する工程と、より構成されることを特徴とす
る。

【００１２】このような構成によれば、第１の基板と第
２の基板のラビング方向の交角が２Φに設定されている
ので、液晶を再配向させる際に、第１の基板近傍のスメ
クティック層（スメクティック相の液晶が有する層構造
の層）の法線の方向と、第２の基板近傍のスメクティッ
ク層の法線の方向が共に第３の方向となって、一致す
る。したがって、液晶層の中央部の層構造に欠陥が生じ
難く、均一な液晶分子の配列状態を得ることができ、配
向欠陥の少ない高品質の画像を表示することができる。

【００１３】前記第１の基板と第２の基板にそれぞれラ
ビングによる配向処理を施す工程は、例えば、基板に形
成された配向膜の表面を平行な方向で且つ反対方向に１
回又は複数回ずつ同一回数ラビングする工程により行わ
れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１はこの実施の形態の表示素
子の断面図、図２は画素電極とアクティブ素子を形成し
た透明基板の平面図である。この表示素子は、アクティ
ブマトリクス方式のものであり、図１に示すように、一
対の透明基板（例えば、ガラス基板）１１、１２と、透
明基板１１、１２の間に配置された液晶２１と、透明基
板１１、１２を挟んで配置された一対の偏光板２３、２
４と、から構成されている。

【００１５】図１において下側の透明基板（以下、下基
板）１１には、ＩＴＯ等の透明導電材料から構成された
画素電極１３と、この画素電極１３にソースが接続され
た薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）１４とがマトリク
ス状に形成されている。

【００１６】図２に示すように、画素電極１３の行間に
ゲートライン（走査ライン）１５が配線され、画素電極
１３の列間にデータライン（階調信号ライン）１６が配
線されている。各ＴＦＴ１４のゲート電極は対応するゲ
ートライン１５に接続され、ドレイン電極は対応するデ
ータライン１６に接続されている。

【００１７】ゲートライン１５は、行ドライバ３１に接
続され、データライン１６は列ドライバ３２に接続され
ている。行ドライバ３１は、ゲート電圧を印加して、ゲ
ートライン１５をスキャンする。一方、列ドライバ３２
は、画像データ（階調信号）を受け、データライン１６
に画像データに対応するデータ信号を印加する。

【００１８】図１において、上側の透明基板（以下、上
基板）１２には、下基板１１の各画素電極１３と対向
し、基準電圧が印加されている対向（共通）電極１７が
形成されている。対向電極１７は、例えば、ＩＴＯ等か
ら形成された透明電極である。

【００１９】下基板１１と上基板１２の電極形成面に
は、それぞれ配向膜１８、１９が設けられている。配向
膜１８、１９はポリイミド等の有機高分子化合物からな
る水平配向膜である。配向膜１８の表面には、互いに平
行で且つ逆方向に１回ずつラビングする配向処理が施さ
れている。配向膜１９の表面にも、互いに平行で且つ逆
方向に１回ずつラビングする配向処理が施されている。

【００２０】下基板１１と上基板１２は、その外周縁部
において枠状のシール材２０を介して接着され、液晶セ
ル２５を構成している。配向膜１８、１９の間隔は、シ
ール材２０及びスペーサ２２により、例えば、１．４μ
ｍ〜２．４μｍの一定間隔に規制されており、液晶２１
は、基板１１、１２とシール材２０で囲まれた領域に封
入されている。

【００２１】液晶２１は、バルクの状態では、分子の一
重螺旋構造（強誘電性液晶の場合）又は二重螺旋構造
（反強誘電性液晶の場合）を有し、液晶セルのギャップ
長が螺旋ピッチよりも短いため、螺旋が解けた状態で液
晶セル２５に封入されている。また、液晶２１は、各分
子が自発分極ＰＳを有し、分子が描くコーンの軸とコー
ンの成す角（チルト角）θの２倍（コーンアングル）２
θが４５゜より大きい（望ましくは、６０゜以上）カイ
ラルスメクティックＣ相又はＣA相（ＳｍＣ^*又はＳｍＣ
A^*）の液晶組成物（強誘電性液晶又は反強誘電性液晶）
からなる。液晶２１のダイレクタ（液晶分子の平均的な
配向方向）の水平方向成分（基板１１、１２の主面に平
行な面上に投影した方向）は印加電圧に応じて連続的に
変化する。

【００２２】このような特性を有する液晶としては、例
えば、化学式１に示す骨格構造を有する液晶物質（Ｉ）
〜（III）をそれぞれ２０重量％、４０重量％、４０重
量％の割合で混合することにより得られる反強誘電性液
晶がある。

【００２３】

【化１】

【００２４】また、スメクティック相の液晶が有する層
構造の層間で、液晶分子の傾きの相関がないカイラルス
メクティックＣランダム相（Ｓ_mＣ_R ^*）を有する液晶を
使用することも可能である。

【００２５】カイラルスメクティック相の液晶のキラル
末端鎖へのエーテル結合導入、フェニル環のフッ素置換
及びブレンドにより反強誘電性液晶の電場誘起転移のし
きい値を低下させ、強誘電相と反強誘電相との相転移に
おける前駆現象を顕著にすることができ、その光学特性
において明確なしきい値を有していない液晶を生成でき
る。このような液晶は、電界無印加時に、層間の相関が
無くなった相、即ち、Ｃ−ダイレクタ及び層内の自発分
極の向きが層間及び層内においてランダムである。一
方、十分に高い電圧を印加した場合には、電界に応じて
自発分極が揃い、その向きが印加電圧の極性に応じて反
転する。

【００２６】このような構造及び特性を有する液晶は、
例えば、ＳmＣA^*とＳmＣ^*との液晶をミックスすること
により得られる。例えば、化学式２に示す骨格構造を有
する液晶物質Ｉ〜IIIをそれぞれ４０重量％、４０重量
％、２０重量％の割合で混合することにより得られる。

【００２７】

【化２】

【００２８】次に、配向膜１８、１９に施された配向処
理の方向、偏光板２３、２４の光学軸と液晶２１の液晶
分子の配向方向との関係を図３及び図４を参照して説明
する。

【００２９】図３は図１に示す液晶表示素子を上側から
みた時の配向処理の方向、偏光板２３、２４の光学軸と
液晶２１の液晶分子の配向方向をそれぞれ示す。図４は
図１に示す上基板と下基板をそれぞれ配向膜が形成され
た面から見た時の配向処理の方向と液晶２１の液晶分子
の層構造の層の法線方向との関係を示す図である。

【００３０】図３及び図４において、符号１８Ａと１９
Ａは配向膜１８、１９に施された配向処理の方向を示
し、両配向方向１８Ａと１９Ａは２Φの交差角で交差す
る方向に設定されている。配向膜１８、１９近傍の液晶
２１は、図４（Ａ）と（Ｂ）に示すように、カイラルス
メクティックＣ相（Ｓ_mＣ^*相又はＳ_mＣA^*相）が有する
層構造の層の法線を、配向処理の方向１８Ａ，１９Ａに
対してΦ°傾けて配向する。

【００３１】配向膜１８、１９近傍の液晶２１が有する
層構造の層の法線は、配向処理の方向１８Ａ，１９Ａに
対してそれぞれ反対方向にΦ°傾いた方向１８Ａと１９
Ａの中線の方向２１Ｃとなる。

【００３２】傾き角Φは、一般的には、１°〜１５°程
度であり、液晶２１の組成、配向膜１８、１９の材質、
配向処理の強度等により異なる。このため、実験等によ
り傾き角Φを予め求めておき、求めた傾き角Φに応じて
配向処理の方向１８Ａと１９Ａを設定する。

【００３３】このため、配向膜１８、１９近傍の液晶２
１が有する層構造の層の法線は、配向処理の方向１８
Ａ，１９Ａに対してそれぞれ反対方向にΦ°傾いた、ラ
ビング方向１８Ａと１９Ａの中線の方向２１Ｃとなり、
図５に模式的に示すように一致する。

【００３４】従って、液晶２１の配向膜１８近傍から配
向を始めて成長する層構造と、配向膜１９近傍から配向
を始めて成長する層構造とが液晶層のほぼ中央で一致
し、層構造に欠陥が少ない。

【００３５】上述のようにして、対向する基板間で連続
した層構造をなすように配向された液晶２１は、負極性
の所定の電圧−ＶＳより低い電圧を液晶２１に印加した
時、液晶分子をほぼ第１の方向２１Ａに配向し、正極性
の所定の電圧＋ＶＳより高い電圧を液晶２１に印加した
時、その液晶分子をほぼ第２の方向２１Ｂに向けて配向
する。印加電圧が０のとき、液晶分子の平均的な配向方
向は液晶のスメクティック相の層のほぼ法線方向、即
ち、２１Ｃの方向となる。

【００３６】第１の方向２１Ａと第２の方向２１Ｂとの
ずれ角２θは、４５゜以上であり、望ましくは６０゜以
上である。

【００３７】偏光板２３の光学軸（この実施の形態では
透過軸）２３Ａは、第１の方向２１Ａと配向処理方向２
１Ｃとの間で、スメクティック層の法線方向２１Ｃに対
しほぼ２２．５°の方向に設定されている。偏光板２４
の透過軸２４Ａは、偏光板２３の透過軸２３Ａとほぼ直
交する方向に設定されている。

【００３８】図３に示すように偏光板２３、２４の透過
軸２３Ａ，２４Ａを設定した表示素子は、液晶分子の平
均的な配向方向を偏光板２３の透過軸２３Ａに平行に設
定した時に透過率が最も低く（表示が最も暗く）なり、
液晶分子の平均的な配向方向を偏光板２３の透過軸２３
Ａに対し４５°の方向２１Ｄに設定した時に透過率が最
も高く（最も明るく）なる。

【００３９】この液晶素子では、画素電極１３と対向電
極１７の間に比較的低周波（０．１Ｈｚ程度）の鋸波状
の電圧を印加した場合の透過率の変化は図６に示すよう
に、連続的に変化し、明確なしきい値を示さない。

【００４０】また、この表示素子は、アクティブマトリ
クス方式のものであるため、非選択期間中も液晶２１を
任意の配向状態に維持する電圧を保持しておくことがで
きる。このため、上記構成の表示素子は、透過率を変化
させて階調のある表示を行わせることが可能である。

【００４１】このため、行ドライバ３１は、ゲートライ
ン１５に順次ゲートパルスを印加し、ゲートパルスが印
加されたＴＦＴ１４の行を選択し、選択した行のＴＦＴ
１４をオンする。一方、列ドライバ３２は、ゲートパル
スに同期して、データ信号をデータライン１５に印加す
る。オンしたＴＦＴ１４を介して表示階調に対応するデ
ータ信号が画素電極１３と対向電極１７との間に印加さ
れる。ゲートパルスがオフするとＴＦＴ１４がオフし、
それまで画素電極１３と対向電極１７との間に印加され
ていた電圧が、画素電極１３と対向電極１７とその間の
液晶２１により形成される画素容量に保持される。この
ため、この保持電圧に対応する表示階調がこの行の次の
選択期間まで保持される。従って、この駆動方法によれ
ば、データパルスの電圧を制御することにより、図６に
示す電気−光学特性に従って、任意の階調画像を表示す
ることができる。

【００４２】この液晶素子の透過率は液晶のダイレクタ
が偏光板２３の透過軸２３Ａと平行のとき最小、４５°
で交差するとき最大となる。従って、液晶素子の透過率
がＴminとＴmaxを示す配向状態の間で使用することによ
り、液晶２１を強誘電相となる第１及び第２の配向状態
に配向させることなく駆動することができる。即ち、第
１及び第２の配向状態は、液晶層内の全ての分子が完全
に同一方向に揃った強誘電相を示す状態であり、自発分
極による電荷が保持されやすく、分子の反転が起こりづ
らくなり、焼き付きやすくなる。しかし、液晶分子が完
全に揃っていない配向状態であれば、自発分極による電
荷がたまり難く、また、揃っていない分子を核にして反
転が起こりやすく、焼き付きが軽減される。即ち、駆動
電圧をＶTmaxとＶTminの範囲内で変化させることによ
り、強誘電相を使用することなく液晶２１を駆動し、し
かも、連続階調を表示させることができる。

【００４３】また、配向処理の方向１８Ａと１９Ａの交
差角が２Φに設定されているので、配向欠陥、特に、液
晶２１の層の厚さ方向の中央部でのスメクティック液晶
の層構造に不連続性のない、均一な層構造を有する液晶
を得ることができる。

【００４４】そして、液晶素子の製造工程中に、液晶２
１の層構造に欠陥が生じる場合には、最終工程におい
て、液晶２１を再配向させる。この場合、例えば、図７
（Ａ）に示すように、液晶セル２５をパネルヒータ６
１、６２の間に配置して加熱し、液晶２１全体を一旦ア
イソトロピック相に設定し、その後自然冷却する。

【００４５】液晶セル２５の熱は、その表面から放熱
し、液晶２１の温度も基板近傍から低下する。このた
め、液晶２１は、図７（Ｂ）に示すように、配向膜１
８、１９近傍から再配向化し、その層構造の層の法線
は、それぞれ配向処理の方向１８Ａ、１９Ａから反対方
向にΦ°傾いた２１Ｃの方向になる。

【００４６】その後、冷却が進むと、液晶２１は、配向
膜１８、１９の配向規制力により、その近傍に配向され
た液晶分子を基にして、基板間の中央部に向かって再配
向が進む。図７（Ｃ）に示すように、基板間のほぼ中央
部で配向膜１８側から再配向してきたスメクティック層
と、配向膜１９側から再配向してきたスメクティック層
とが接合するが、配向膜１８側から成長してきた層も配
向膜１９側から成長してきた層も共にその層構造の層の
法線が２１Ｃの方向を向いているので、接合面での層構
造が一致し、スメクティック層の連続性が維持でき、配
向欠陥の少ない液晶２１が得られる。

【００４７】次に、上記構成の表示素子の製造方法を説
明する。まず、下基板１１上にＴＦＴ１４と画素電極１
３を配列形成し、さらに、配向膜１８を形成する。次
に、配向膜１８の表面に互いに平行で反対方向に１回ず
つラビングを施す。また、上基板１２上に共通電極１７
を形成し、さらに、配向膜１９を形成する。配向膜１９
の表面に互いに平行で反対方向に１回ずつラビングを施
す。

【００４８】下基板１１の配向処理の方向１８Ａと上基
板１２の配向処理の方向１９Ａとの交差角が、実験等に
より予め求めておいた角度Φの２倍（２Φ）になるよう
に、下基板１１と上基板１２をシール材２０及びスペー
サ２２を介して接合し、液晶セル２５を形成する。次
に、液晶セル２５にディスペンサ法、ディップ法等を用
いて液晶２１を注入し、注入完了後、液晶注入口を封止
する。

【００４９】注入された液晶２１に配向欠陥等が存在す
る場合には、上述の手法を用いて液晶２１を再配向させ
る。最後に、偏光板２３、２４を配置して液晶表示素子
が完成する。

【００５０】なお、この発明は上記実施の形態に限定さ
れず、種々に変形及び応用が可能である。例えば、液晶
層のずれ角２θが６０゜以上の場合、偏光板２３の透過
軸２３Ａを第１の方向２１Ａから１２．５゜の位置に設
定し、偏光板２４の透過軸２４Ａを透過軸２３Ａに直交
又は平行になるように設定し、液晶２１のダイレクタを
偏光板２３の透過軸２３Ａの方向とこの方向に対して４
５゜傾いた方向との間で駆動方法するようにしてもよ
い。

【００５１】また、例えば、ずれ角２θが９０°以上の
液晶を使用してもよい。この場合、例えば、一方の偏光
板の透過軸をスメクティック層の法線方向に設定し、他
方の偏光板の透過軸を一方の偏光板の透過軸に直交又は
平行に設定してもよい。

【００５２】上記説明では、配向膜１８と１９の表面に
それぞれ、平行で反対方向に１回ずつラビングを施した
が、一方の配向膜だけにこのような配向処理を施し、他
方の配向膜には、一方向のみに配向処理を施すようにし
てもよい。また、配向膜１８と１９の表面に施すラビン
グ処理は、互いに平行ならば、その回数は任意であり、
例えば、配向膜１８の表面に所定方向にまず１回ラビン
グを行い、その反対方向に２回目のラビングを行い、続
いて、所定方向に３回目のラビングを行っても良い。

【００５３】また、液晶２１は螺旋構造を解いた状態で
液晶セル２５に封入されても良く、螺旋構造を維持した
状態で液晶セル２５に封入されても良い。

【００５４】また、偏光板２４の透過軸２４Ａと偏光板
２３の透過軸２３Ａとを平行に設定しても良い。さら
に、透過軸の代わりに吸収軸を使用しても良い。また、
本発明はＴＦＴをアクティブ素子とする表示素子に限ら
ず、ＭＩＭをアクティブ素子とする表示素子にも適用可
能である。さらに、この発明は、図８に示すように、対
向する基板１１と１２の対向面に走査電極７１と、走査
電極７１に直交する信号電極７２を配置した単純マトリ
クス型（パッシブマトリクス型）の表示素子にも適用可
能である。

【００５５】

【実施例】化学式１に示す液晶組成物からなる反強誘電
性液晶を用いて液晶表示素子を形成し、その透過率特性
を測定した。まず、図９（Ａ）は、上記実施の形態と同
様に、配向膜１８と１９の表面を、それぞれ、反対方向
にラビングした素子の特性を示し、図９（Ｂ）は、配向
膜１８と１９の一方表面を、反対方向にラビングした素
子の特性を示し、図９（Ｃ）は、配向膜１８と１９の表
面を、図５に示すように、反対方向に１回ラビングした
素子の特性を示す。

【００５６】測定は、各画素に、図１０に示すように、
絶対値が等しい正極性と負極性のパルス対を印加するこ
とにより行った。また、偏光板２３、２４の配置を、図
３と異なり、一方の偏光板の透過軸を第３の方向２１Ｃ
に平行とし、他方の偏光板の透過軸を一方の偏光板の透
過軸に垂直とした。このような配置では、印加電圧が０
のとき、表示が最も暗くなり、液晶のダイレクタが第３
の方向２１Ｃに対して４５°の方向に位置する時に表示
が最も明るくなる。

【００５７】図９（Ａ）〜（Ｃ）を比較すれば明らかな
ように、両配向膜に相反ラビングを施した場合には、暗
い黒レベルを安定して表示でき、ヒステリシスも小さ
い。一方、配向膜１８のみに相反ラビングを施した場合
には、明レベルを安定して表示できるが、黒レベルを安
定して表示することができない。また、従来の両面ラビ
ングの場合には、ヒステリシスが大きく、安定した表示
が困難である。この実施例からも、本実施例のラビング
方法が優れていることが理解できる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示素子
によれば対向する基板表面でのスメクティック相の液晶
が有する層構造の層の方向と層の法線方向が対向する基
板の近傍で互いに一致する。従って、液晶層の両基板近
傍から成長したスメクティック液晶の層構造は液晶の厚
さ方向のほぼ中央で適切に接合し、配向欠陥が少ない液
晶層が得られる。また、コーンアングル２θの値が４５
゜より大きいカイラルスメクティックＣ相を示す液晶組
成物を用い、光学軸を互いに直交配置した一対の偏光板
の一方の光学軸を、前記第１または第２の方向により挟
まれる角度範囲で、且つ前記第１または第２の方向に対
して、前記コーンアングル２θから４５゜を差し引いた
角度範囲で交差する方向に配置したので、強誘電性相を
有する液晶を強誘電性相に配向させることなく光の透過
と遮断とを制御することができ、表示の焼き付きが生じ
難くなる。従って、高画質の画像を表示することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかる表示素子の構造
を示す断面図である。

【図２】図１に示す表示素子の下基板の構成を示す平面
図である。

【図３】図１に示す表示素子を上側から見た時の、偏光
板の透過軸と液晶分子の配向方向の関係を示す図であ
る。

【図４】（Ａ）と（Ｂ）は、図１に示す表示素子の上基
板と下基板を配向膜側から見た時の配向処理の方向と、
近傍の液晶分子の層構造の層の法線方向との関係を示す
図である。

【図５】液晶分子の層構造が上基板側と下基板側で一致
する様子を模式的に示す図である。

【図６】印加電圧と透過率との関係を示す図である。

【図７】液晶の再配向を説明するための図である。

【図８】この発明の実施の形態にかかる表示素子の構造
の他の例を示す断面図である。

【図９】この発明の実施例にかかる液晶表示素子の印加
電圧−透過率特性を示すためのグラフである。

【図１０】図７に示す印加電圧−透過率特性を得るため
に使用した駆動波形を示す図である。

【図１１】従来の強誘電性液晶の配向処理を説明するた
めの図である。

【符号の説明】

１１・・・透明基板（下基板）、１２・・・透明基板（上基
板）、１３・・・画素電極、１４・・・アクティブ素子（ＴＦ
Ｔ）、１５・・・ゲートライン（走査ライン）、１６・・・デ
ータライン（階調信号ライン）、１７・・・対向電極、１
８・・・配向膜、１９・・・配向膜、２０・・・シール材、２１・
・・液晶、２２・・・スペーサ、２３・・・偏光板（下偏光
板）、２４・・・偏光板（上偏光板）、３１・・・行ドライ
バ、３２・・・列ドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−3676（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−55527（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1337

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一面に電極と、互いに平行で且つ反対の第
１の方向に同一回ずつラビングされた配向膜とが形成さ
れた第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置され、前記第１の基板の
一面に対向する面に電極と、互いに平行で且つ反対の方
向であって、第１の方向との交角が２Φの第２の方向に
同一回ずつラビングされた配向膜とが形成された第２の
基板と、前記第１と第２の基板間に配置され、バルクの液晶が有
する螺旋構造のコーン軸と液晶分子軸とのなすチルト角
θを２倍したコーンアングル２θの値が４５゜より大き
いカイラルスメクティックＣ相を示す液晶組成物からな
り、前記第１の基板近傍の液晶分子が、カイラルスメク
ティック相の液晶が有する層構造の層の法線方向を前記
第１の方向に対して交角Φで交差する前記第３の方向に
向けて配向し、前記第２の基板近傍の液晶分子が、カイ
ラルスメクティック相の液晶が有する層構造の層の法線
方向を前記第２の方向に対して交角Φで交差する前記第
３の方向に向けて配向するカイラルスメクティック相の
液晶と、前記第１と第２の基板とを挟んでそれぞれの光学軸が互
いにほぼ直交配置され、一方の光学軸の方向を、前記第
１または第２の方向により挟まれる角度範囲で、且つ前
記第１または第２の方向に対して、前記コーンアングル
２θから４５゜を差し引いた角度範囲で交差する方向に
配置した一対の偏光板と、より構成される強誘電性相を示す液晶を用いた表示素
子。
【請求項２】前記液晶は、ＳｍＣＡ^*相の液晶またはＳ
ｍＣ ^*相の液晶の液晶から構成されている、ことを特徴
とする請求項１に記載の液晶素子。
【請求項３】前記一対の偏光板のうちの一方の偏光板
は、その光学軸を前記第３の方向に対して２２．５゜よ
り大きく、前記チルト角θより小さい角度の範囲で交差
させて配置させたことを特徴とする請求項２に記載の表
示素子。
【請求項４】対向面に電極が形成された第１と第２の基
板の対向面にそれぞれ配向膜を形成し、該配向膜の表面
それぞれ反対方向に同一数回ずつラビングする工程と、前記第１の基板と第２の基板を、それぞれの配向処理の
方向の交角が２Φになるように所定のギャップで配置す
る工程と、前記第１と第２の基板間に、スメクティック層を形成す
るためのカイラルスメクティック層を示す液晶を配置す
る工程と、前記液晶を加熱して一旦アイソトロピック相にし、続い
て、前記第１と第２の基板近傍から再配向させることに
より、それぞれの基板近傍から再配向したスメクティッ
ク層の法線方向をそれぞれの基板の配向処理方向に対し
て交角Φで交差する方向に向けて一致させたスメクティ
ック層を形成する工程と、より構成されることを特徴とする強誘電性相を示す液晶
を用いた表示素子の製造方法。