JP2000122100A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭用、事務用お
よび産業用の情報表示端末として使われる液晶ディスプ
レイに関わる。特に一対の基板を接着した液晶パネル枠
にスメクチック相を有する液晶を保持する液晶ディスプ
レイに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display used as a home, office and industrial information display terminal. In particular, the present invention relates to a liquid crystal display that holds a liquid crystal having a smectic phase in a liquid crystal panel frame to which a pair of substrates are bonded.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶ディスプレイは、低消費電力、省ス
ペースという特徴を有するのでノートパソコンの表示部
として広く用いられている。近年、大型化が進み、対角
15インチから21インチの大きさのものが製造されつつあ
り、次第にデスクトップパソコンやテレビなどで使われ
ているCRT(Cathod Ray Tube )と入れ替わっていく
ものと予想されている。2. Description of the Related Art Liquid crystal displays are widely used as display units for notebook computers because of their characteristics of low power consumption and space saving. In recent years, the size has increased,
It is expected that products with a size of 15 inches to 21 inches are being manufactured, and will gradually replace CRTs (Cathod Ray Tubes) used in desktop personal computers and televisions.
【0003】液晶ディスプレイには、薄膜トランジスタ
ー(TFT:Thin Film Transistor)を使うタイプの他
に、強誘電性を示すキラルスメクチックC相を使用する
強誘電性液晶ディスプレイ(FLCD:Ferroelectric
Liquid Crystal Display)あるいは反強誘電性を示すキ
ラルスメクチックCA 相を使用する反強誘電性液晶ディ
スプレイ(AFLCD:Anti-Ferroelectric Liquid Cr
ystal Display )がある。これらは次世代の液晶ディス
プレイとして期待されているが、どちらの液晶ディスプ
レイでも一対のガラス基板間(液晶パネル枠)に液晶を
狭持するという構造は変わらない。[0003] In addition to a type using a thin film transistor (TFT), a ferroelectric liquid crystal display (FLCD: Ferroelectric) using a chiral smectic C phase exhibiting ferroelectricity is used as a liquid crystal display.
Liquid Crystal Display) or anti-ferroelectric liquid crystal displays which use chiral smectic C A phase exhibiting the antiferroelectric (AFLCD: Anti-Ferroelectric Liquid Cr
ystal Display). These are expected as next-generation liquid crystal displays, but the structure in which liquid crystal is sandwiched between a pair of glass substrates (liquid crystal panel frame) does not change in either liquid crystal display.
【0004】一対の基板の間隔は、概略1〜6μmの範
囲で一定であるが可能な限り均一でなければならない。
このために、スペーサービーズという球形もしくは棒状
の基板間隔支持部材を基板間に散布する方法が採用され
ている。[0004] The distance between a pair of substrates is constant in a range of approximately 1 to 6 µm, but must be as uniform as possible.
For this purpose, a method of dispersing a spherical or rod-shaped substrate spacing support member called spacer beads between the substrates has been adopted.
【0005】スペーサービーズは、ガラス製や樹脂製が
あり、適当な溶媒にこれを分散させて基板上に塗布乾燥
する。塗布乾燥工程は静電気や異物の影響を受けやす
く、結果としてスペーサービーズが凝集したり、分布が
不均一であったりすると、基板間隔が一様でなくなり表
示品質が落ちる原因となる。液晶パネル体が大型化する
と、均一に散布すること自体が難しくなってくる。ま
た、スペーサービーズは基板間隙に浮遊しているにすぎ
ないので、基板間隔は外部からの圧力により容易に変形
し変化するが、こうしたことにより液晶が流動するとス
ペーサが移動してしまうという問題も生じる。更に別の
問題はスペーサの位置が制御できないので表示画素上に
も存在し、その部分が白抜けするなど表示品質も低下す
る。[0005] The spacer beads are made of glass or resin, are dispersed in an appropriate solvent, and are applied and dried on a substrate. The coating and drying process is susceptible to static electricity and foreign matter. As a result, if the spacer beads are agglomerated or unevenly distributed, the spacing between the substrates becomes uneven and the display quality deteriorates. As the size of the liquid crystal panel increases, it becomes more difficult to spray the liquid crystal panel uniformly. In addition, since the spacer beads are only floating in the gap between the substrates, the spacing between the substrates is easily deformed and changed by an external pressure. However, such a problem also occurs that the spacer moves when the liquid crystal flows. . Still another problem exists on the display pixel because the position of the spacer cannot be controlled, and the display quality is degraded, such as white spots at that portion.
【0006】こうしたスペーサビーズ散布方式の欠点を
取り除く手段としてフォトリソグラフィにより微細な部
材を形成してスペーサとする、あるいは更に進めてこれ
らを介して一対の基板を完全に接着する技術が公開され
ている(例えば、特開昭63−50817号公報、特公
平2−36930号公報、特開平4−255826号公
報、特開平7−84267号公報など)。[0006] As a means for removing the disadvantages of the spacer bead dispersing method, there has been disclosed a technique in which a fine member is formed by photolithography to form a spacer, or further advanced, a pair of substrates is completely bonded through these. (For example, JP-A-63-50817, JP-B-2-36930, JP-A-4-255826, JP-A-7-84267, etc.).
【0007】これらの技術によれば非画素部に選択的に
間隔支持部材を形成することが可能であり、かつ基板間
隔の均一性が優れている。基板上に固着しているため移
動することが無く、かつ基板を洗浄することができるの
で、セル作成時の歩留まりも格段に優れる。完全に接着
する場合にはパネルの耐衝撃性が格段に向上するので、
配向層が衝撃により破壊されやすい強誘電性液晶及び反
強誘電性液晶用の液晶パネルとして好適である。According to these techniques, a spacing support member can be selectively formed in a non-pixel portion, and the uniformity of the substrate spacing is excellent. Since it is fixed on the substrate, it does not move, and the substrate can be washed, so that the yield at the time of cell production is extremely excellent. When completely adhered, the impact resistance of the panel is significantly improved,
It is suitable as a liquid crystal panel for ferroelectric liquid crystal and antiferroelectric liquid crystal in which the alignment layer is easily broken by impact.
【0008】なお、これらの液晶では耐衝撃性に優れた
パネルに液晶を保持する必要があるのみならず、スメク
チック液晶の層構造に特有のジグザグ欠陥を取り除い
て、配向性を向上させるために一対の基板を接着する必
要がある(例えば、特開平7−318912号公報、特
開平8−87021号公報)。その理由はこれらの液晶
の配向性を向上させるには液晶分子を全体として同じ方
向に動かす必要があるからである。流動により配向が大
幅に改善される。流動させるには先ず液晶を細長く狭い
空間に閉じこめなければならない。その状態でこの狭い
空間を一方の端部から冷却する(温度勾配冷却)。この
処理は、温度が先に低下する方向に液晶分子が体積収縮
により引きずられる効果を用いる。In these liquid crystals, it is necessary not only to hold the liquid crystal in a panel having excellent impact resistance, but also to remove the zigzag defects peculiar to the layer structure of the smectic liquid crystal and to improve the alignment. (For example, JP-A-7-318912 and JP-A-8-87021). The reason is that it is necessary to move the liquid crystal molecules in the same direction as a whole in order to improve the orientation of these liquid crystals. The flow significantly improves the orientation. In order to flow, the liquid crystal must first be confined in a narrow and narrow space. In this state, the narrow space is cooled from one end (temperature gradient cooling). This process uses the effect that the liquid crystal molecules are dragged by volume contraction in the direction in which the temperature first decreases.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】温度勾配冷却は、ジグ
ザグ欠陥の除去において非常に効果的である。しかし、
本発明者らの実験では、すべての強誘電性液晶、反強誘
電性液晶で劇的にジグザグ欠陥を除去できるわけではな
く、一部の液晶においては非常に急峻で厳しい温度勾配
を必要とし、また別の液晶ではほとんど効果が認められ
ないものもあった。このような液晶を使用したセルは、
温度勾配冷却を行わない場合でも、ジグザグ欠陥やフォ
ーカルコニックが互いに入り組んで配向状態が良くな
い。[0005] Temperature gradient cooling is very effective in removing zigzag defects. But,
In our experiments, not all ferroelectric liquid crystals and antiferroelectric liquid crystals can dramatically remove zigzag defects, and some liquid crystals require a very steep and severe temperature gradient, In other liquid crystals, the effect was hardly recognized. Cells using such liquid crystals are:
Even when the temperature gradient cooling is not performed, zigzag defects and focal conics are intertwined with each other, and the alignment state is not good.
【0010】本発明は、以上の事柄を鑑みてなされたも
のであり、その目的は、液晶の層法線方向の膨張率を規
定し、かつスメクチックA相の温度幅を規定することに
よって良配向の液晶表示素子を提供することである。加
えて、温度勾配冷却で非常によい配向の液晶表示素子を
提供することである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to specify a coefficient of expansion of a liquid crystal layer in a normal direction and to specify a temperature range of a smectic A phase to obtain a good orientation. Is to provide a liquid crystal display device of the invention. In addition, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having a very good orientation by cooling with a temperature gradient.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の発明は、一対の基板がストライプ状の隔壁部材を介し
て接着されており、該隔壁部材と前記基板に挟まれた直
線上の空間にスメクチック相を有する液晶を狭持してな
る液晶表示素子であり、使用する液晶のスメクチックA
相の層の層法線方向の熱膨張率が3×10-6/K以上で
あることを特徴とする液晶表示素子である。According to a first aspect of the present invention, a pair of substrates are adhered via a stripe-shaped partition member, and the pair of substrates are linearly sandwiched between the partition member and the substrate. A liquid crystal display device comprising a liquid crystal having a smectic phase in a space defined by the following formula.
A liquid crystal display element characterized in that the phase layer has a coefficient of thermal expansion in the layer normal direction of 3 × 10 −6 / K or more.
【0012】請求項2に記載の発明は、前記液晶のスメ
クチックA相の温度域が5℃以上であり、かつ前記液晶
がキラルスメクチックC相を有することを特徴とする液
晶表示素子である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device, wherein the temperature range of the smectic A phase of the liquid crystal is 5 ° C. or more, and the liquid crystal has a chiral smectic C phase.
【0013】請求項3に記載の発明は、前記液晶のスメ
クチックA相の温度域が15℃以上であり、かつ前記液
晶がキラルスメクチックCA 相を有することを特徴とす
る液晶表示素子である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device, wherein the temperature range of the smectic A phase of the liquid crystal is 15 ° C. or more, and the liquid crystal has a chiral smectic C A phase.
【0014】請求項4に記載の発明は、スメクチック相
の層法線方向が前記隔壁部材の延長方向と略平行である
ことを特徴する液晶表示素子である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal display device, wherein the layer normal direction of the smectic phase is substantially parallel to the extension direction of the partition member.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
温度勾配冷却は体積収縮による引きずりを利用して液晶
に流動を誘起する以上、液晶の熱膨張率は重要な特性で
ある。通常行われるパネル全体を均一に冷却する場合で
も、厳密には局所的な温度分布が存在するため、体積収
縮による局所的な液晶の流動が起こるはずである。ネマ
チック相は液体に近い流動特性を有するため、体積収縮
に誘起される流動が配向に殊更影響を与える様子はな
い。しかしながら、層構造を有するスメクチック相は、
層法線方向の層間の液晶の移動が抑制されるため、ネマ
チック相と異なり顕著な熱膨張異方性を示す。体積収縮
によって誘起される液晶の流動、特に層法線方向の流動
は、層面内方向の流動より小さいと考えられる。本発明
者らは、層法線方向の流動に誘起されるスメクチック相
の層の折れ曲がりがジグザグ欠陥の原因であり、この流
動の向きを制御することがジグザグ欠陥の除去につなが
ることを発見した。この知見に依れば、層法線方向の熱
膨張の度合いが重要である。熱膨張の度合いとは、長さ
が何%収縮するかということであり、熱膨張率と温度域
によって定まってくる量である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The thermal expansion coefficient of the liquid crystal is an important property because the temperature gradient cooling induces a flow in the liquid crystal by utilizing the drag due to the volume contraction. Even when cooling the entire panel uniformly, which is normally performed, strictly, there is a local temperature distribution, so that a local liquid crystal flow due to volume shrinkage should occur. Since the nematic phase has a flow property close to that of a liquid, the flow induced by volume shrinkage does not particularly affect the orientation. However, the smectic phase having a layer structure is
Since the movement of the liquid crystal between the layers in the normal direction of the layer is suppressed, the compound exhibits remarkable thermal expansion anisotropy unlike the nematic phase. It is considered that the liquid crystal flow induced by the volume shrinkage, particularly the flow in the direction normal to the layer, is smaller than the flow in the direction in the layer plane. The present inventors have found that the bending of the layer of the smectic phase induced by the flow in the direction of the layer normal is the cause of the zigzag defect, and that controlling the direction of this flow leads to the removal of the zigzag defect. According to this finding, the degree of thermal expansion in the layer normal direction is important. The degree of thermal expansion is what percentage of the length contracts, and is an amount determined by the coefficient of thermal expansion and the temperature range.
【0016】そこで、本発明者らは、簡便な方法により
スメクチック相の熱膨張を評価し、配向との関係を明ら
かにした。評価方法を図1を用いて説明する。Therefore, the present inventors evaluated the thermal expansion of the smectic phase by a simple method and clarified the relationship with the orientation. The evaluation method will be described with reference to FIG.
【0017】基板101および102に配向膜材料HL
1110(日立化成製)をスピンコート法で塗布し、1
80℃1時間で焼成して、配向膜103、104を得
た。基板101の配向膜103上にフォトレジストMP
−S1400−25(シプレイファーイースト製)をス
ピンコート法で塗布し、90℃30分で乾燥した。乾燥
後、ストライプパターンを有するフォトマスクを用いて
露光し、現像液MP−デベロッパー(シプレイファーイ
ースト製)で30秒現像し、150℃1時間焼成した。
その結果、基板101上に厚さ約1.6μmのレジスト
のストライプ状パターンを有する隔壁部材105を得
た。次に基板101と102それぞれをラビングした。
ラビングは、ラビング方向307(図3参照)が隔壁部
材304に平行な場合と隔壁部材304に垂直な場合と
をそれぞれ行った。基板101と102を貼り合わせ
て、冶具を用いて約1気圧で加圧しながら170℃1時
間加熱した。その結果、基板101と102が隔壁部材
105を介して完全に接着したパネル体を得た。減圧雰
囲気下で等方相温度に加熱して、パネル体端部より毛管
現象を利用して液晶を封入した。パネル体全面に液晶が
入りきる前に、温度を下げて封入を中断し、封入口をエ
ポキシ接着剤で封じた。これにより、一方が閉じた直線
上の空間に液晶を封じたパネル体を得た。The substrates 101 and 102 are made of an alignment film material HL.
1110 (manufactured by Hitachi Chemical) by spin coating
The resultant was baked at 80 ° C. for 1 hour to obtain alignment films 103 and 104. A photoresist MP is formed on the alignment film 103 of the substrate 101.
-S1400-25 (manufactured by Shipley Fur East) was applied by spin coating, and dried at 90 ° C for 30 minutes. After drying, the film was exposed using a photomask having a stripe pattern, developed for 30 seconds with a developer MP-Developer (manufactured by Shipley Far East), and baked at 150 ° C. for 1 hour.
As a result, a partition member 105 having a resist stripe pattern with a thickness of about 1.6 μm on the substrate 101 was obtained. Next, each of the substrates 101 and 102 was rubbed.
Rubbing was performed when the rubbing direction 307 (see FIG. 3) was parallel to the partition member 304 and when it was perpendicular to the partition member 304. The substrates 101 and 102 were bonded together and heated at 170 ° C. for 1 hour while applying a pressure of about 1 atm using a jig. As a result, a panel body in which the substrates 101 and 102 were completely bonded via the partition member 105 was obtained. The liquid crystal was heated to the isotropic phase temperature under a reduced pressure atmosphere, and the liquid crystal was sealed from the end of the panel body by utilizing the capillary phenomenon. Before the liquid crystal reached the entire surface of the panel, the temperature was lowered to suspend the encapsulation, and the encapsulation opening was sealed with epoxy adhesive. As a result, a panel body in which the liquid crystal was sealed in a linear space closed on one side was obtained.
【0018】図2は熱膨張測定に用いた装置の説明図で
ある。パネル体201は、ラビング方向により層面方向
の熱膨張を評価するパネル体301と層法線方向の熱膨
張を評価するパネル体302の2種類を用意した。パネ
ル体201を温度調整器付面ヒーター202で挟んだ。
このとき、閉じていない側の液晶面にあるメニスカス2
03をCCDカメラ204で捉えるようにした。面ヒー
ターで徐々に加熱しながら、各温度におけるメニスカス
203の移動量を観察した。得られたデータから熱膨張
比と熱膨張率を得た。測定結果の1例を図4に示す。横
軸温度に対し、縦軸は熱膨張変化として液晶部の初期長
に対する各温度での液晶部の長さの比である。グラフ4
01は層法線方向の熱膨張変化、グラフ402は層面方
向の熱膨張変化を示している。さらに、これらより算出
した熱膨張率を図5に示す。横軸温度に対し、縦軸は熱
膨張率である。グラフ501は層法線方向の熱膨張率、
グラフ502は層面方向の熱膨張率である。FIG. 2 is an explanatory view of an apparatus used for measuring thermal expansion. Two types of panel bodies 201 were prepared: a panel body 301 for evaluating thermal expansion in a layer surface direction according to a rubbing direction and a panel body 302 for evaluating thermal expansion in a layer normal direction. The panel body 201 was sandwiched between surface heaters 202 with temperature controllers.
At this time, the meniscus 2 on the liquid crystal surface on the unclosed side
03 was captured by the CCD camera 204. While gradually heating with the surface heater, the movement amount of the meniscus 203 at each temperature was observed. The thermal expansion ratio and the thermal expansion coefficient were obtained from the obtained data. One example of the measurement results is shown in FIG. With respect to the temperature on the horizontal axis, the vertical axis represents the ratio of the length of the liquid crystal portion at each temperature to the initial length of the liquid crystal portion as a change in thermal expansion. Graph 4
01 indicates a change in thermal expansion in the layer normal direction, and a graph 402 indicates a change in thermal expansion in the layer surface direction. FIG. 5 shows the coefficient of thermal expansion calculated from the above. The vertical axis represents the coefficient of thermal expansion with respect to the temperature on the horizontal axis. Graph 501 shows the coefficient of thermal expansion in the layer normal direction,
The graph 502 shows the coefficient of thermal expansion in the layer surface direction.
【0019】熱膨張変化は、層法線方向と層面方向とで
大きな差があった。温度勾配冷却が効く液晶では、スメ
クチックA相温度から室温までの間で層法線方向の熱膨
張変化が約0.03%以上あり、その熱膨張率に下限が認め
られた。一方、スメクチックA相温度から室温までの間
の層面方向の熱膨張変化は約3%程度と大きいが、配向
に対し特に影響があるとは認められなかった。The change in thermal expansion showed a large difference between the layer normal direction and the layer surface direction. In the liquid crystal to which the temperature gradient cooling was effective, the change in thermal expansion in the layer normal direction was about 0.03% or more from the smectic A phase temperature to room temperature, and the lower limit was found in the coefficient of thermal expansion. On the other hand, the thermal expansion change in the layer plane direction from the smectic A phase temperature to room temperature was as large as about 3%, but was not found to have any particular effect on the orientation.
【0020】強誘電性液晶、反強誘電性液晶に特有な欠
陥であるジグザグ欠陥は、スメクチックC相において発
生するスメクチック層の折れ曲がりの方向が互い違いに
なった部分である。折れ曲がりを引き起こす原因は温度
低下に伴う液晶の体積収縮であり、これが不均一に起こ
ることでジグザグ欠陥発生の原因となる。温度勾配冷却
は、体積収縮の不均一性を改め、かつ液晶を層法線方向
に流動させることで生じる流動の履歴が層の折れ曲がり
に反映することを利用するものである。温度勾配冷却に
より誘起される液晶の流動は、液晶の層法線方向の体積
収縮によるものであるから、層法線方向での熱膨張変化
が大きいものが望ましい。The zigzag defect, which is a defect peculiar to the ferroelectric liquid crystal and the antiferroelectric liquid crystal, is a portion where the direction of bending of the smectic layer generated in the smectic C phase is alternately changed. The cause of the bending is the volume shrinkage of the liquid crystal due to the temperature drop, and when this occurs unevenly, it causes the generation of zigzag defects. The temperature gradient cooling utilizes the non-uniformity of volume shrinkage and the fact that the flow history generated by flowing the liquid crystal in the layer normal direction is reflected in the bending of the layer. Since the flow of the liquid crystal induced by the temperature gradient cooling is caused by the volume contraction of the liquid crystal in the layer normal direction, it is desirable that the thermal expansion change in the layer normal direction is large.
【0021】いくつかの液晶について熱膨張を調べた結
果、キラルスメクチックC相およびキラルスメクチック
CA 相では、層法線方向の熱膨張はほとんどないことが
わかった。熱膨張が認められても、その値はガラス基板
の熱膨張に近く実効的ではないことがわかった。一方、
ネマチック相は流動性も熱膨張もスメクチック相に比べ
著しく大きいが、層構造を有していないため、流動を担
うけれども層の折れ曲がり方向を定める中心的役割を担
っていない。なお、キラルスメクチックCA 相を有する
液晶では、ネマチック相を有する物質は確認されていな
い。As a result of examining the thermal expansion of some liquid crystals, it was found that the chiral smectic C phase and the chiral smectic C A phase had almost no thermal expansion in the layer normal direction. Even if thermal expansion was observed, it was found that the value was close to the thermal expansion of the glass substrate and was not effective. on the other hand,
The nematic phase has significantly higher fluidity and thermal expansion than the smectic phase, but does not have a layer structure, and thus plays a role of flow but does not play a central role in determining the direction of bending of the layer. In the liquid crystal having a chiral smectic C A phase, a substance having a nematic phase has not been confirmed.
【0022】これらの相よりも重要と考えられるのは、
層構造を有し熱膨張変化があるスメクチックA相であ
る。スメクチックA相は、層間隔を維持する限り自由に
変形できるため、流動により層が湾曲する。この状態で
冷却されれば、湾曲した向きに層が折れることになり、
よって層の折れ曲がりを揃えることができる。したがっ
て、ジグザグ欠陥を排除することができる。More important than these phases are:
It is a smectic A phase having a layer structure and a change in thermal expansion. Since the smectic A phase can be freely deformed as long as the layer interval is maintained, the layer is curved by the flow. If cooled in this state, the layer will break in a curved direction,
Therefore, the bending of the layers can be made uniform. Therefore, zigzag defects can be eliminated.
【0023】層の折れ曲がり方向を揃える流動を引き起
こすのに必要な体積収縮変化は、層法線方向で約0.0
3%でよいことが実験から判明した。先述のように、ネ
マチック相やキラルスメクチックC相、キラルスメクチ
ックCA 相ではなくスメクチックA相でこれだけの収縮
を得なければ、層の折れ曲がり方向を揃える効果がな
い。この時、収縮量を決定するのは、スメクチックA相
における膨張率と同相の温度幅である。膨張率が小さけ
れば収縮がほとんど起こらないし、相の温度幅が狭けれ
ば、収縮量を大きく取ることができないからである。The change in volume shrinkage required to cause the flow to align the layers in the direction of the bend is approximately 0.0 in the normal direction of the layer.
Experiments have shown that 3% is sufficient. As described above, unless this amount of shrinkage is obtained in the smectic A phase instead of the nematic phase, chiral smectic C phase, or chiral smectic C A phase, there is no effect of aligning the bending directions of the layers. At this time, the amount of shrinkage is determined by the temperature range of the same phase as the expansion coefficient of the smectic A phase. This is because shrinkage hardly occurs when the coefficient of expansion is small, and large shrinkage cannot be obtained when the temperature range of the phase is narrow.
【0024】実験の結果より、層法線方向の熱膨張率が
3×10-6/K以上あれば、体積収縮による液晶の流動
が起こりうることがわかった。さらにキラルスメクチッ
クC相を有する液晶では、スメクチックA相の温度域が
5℃以上必要であることが分かった。From the results of the experiment, it was found that if the coefficient of thermal expansion in the layer normal direction was 3 × 10 −6 / K or more, the liquid crystal could flow due to volume contraction. Further, it was found that the liquid crystal having a chiral smectic C phase requires a temperature range of the smectic A phase of 5 ° C. or more.
【0025】キラルスメクチックCA 相を有する液晶は
ネマチック相を持たないため、等方相からスメクチック
A相が析出するときには、液晶分子の配向を揃えながら
同時に層構造を形成することになる。このため、スメク
チックA相において層構造を整えていかねば、良配向と
ならない。したがって、キラルスメクチックCA 相を有
する液晶では、同相を有さない液晶よりも、より広いス
メクチックA相の温度幅が必要になると考えられる。こ
れも実験の結果から約15℃であった。Since a liquid crystal having a chiral smectic C A phase does not have a nematic phase, when a smectic A phase is precipitated from an isotropic phase, a layer structure is formed simultaneously while aligning the orientation of liquid crystal molecules. Therefore, unless the layer structure is adjusted in the smectic A phase, good orientation cannot be obtained. Therefore, it is considered that a liquid crystal having a chiral smectic C A phase requires a wider temperature range of the smectic A phase than a liquid crystal having no chiral smectic C A phase. This was also about 15 ° C. from the result of the experiment.
【0026】なお、液晶によっては、キラルスメクチッ
クC相とキラルスメクチックCA 相、両相とも有するも
のがあるが、表示素子で使用する液晶相によって、スメ
クチックA相の温度幅は定まる。すなわち、キラルスメ
クチックC相を使用する場合はスメクチックA相の温度
幅は5℃以上であり、キラルスメクチックCA 相を使用
する場合はスメクチックA相の温度幅は15℃以上でな
ければならない。[0026] Depending on the liquid crystal, a chiral smectic C phase and chiral smectic C A phase, there are those having both phases both by the liquid crystal phase used in display elements, the temperature range of smectic A phase is determined. That is, when the chiral smectic C phase is used, the temperature range of the smectic A phase must be 5 ° C. or more, and when the chiral smectic C A phase is used, the temperature range of the smectic A phase must be 15 ° C. or more.
【0027】[0027]
【実施例】<実施例1>ガラス基板上に配向膜材料HL
1110をスピンコート法で塗布し、180℃1時間で
焼成して、配向膜を得た。一方の基板の配向膜上にフォ
トレジストMP−S1400−25をスピンコート法で
塗布し、90℃30分で乾燥した。乾燥後、ストライプ
パターンを有するフォトマスクを用いて露光し、現像液
MP−デベロッパーで30秒現像し、150℃1時間焼
成した。これにより、厚さ約1.6μmのレジストのス
トライプ状パターンを有する隔壁部材を配向膜上に形成
した。次に基板を隔壁部材と平行にラビングした。基板
を貼り合わせ、冶具を用いて約1気圧で加圧しながら1
70℃1時間加熱した。その結果、基板が隔壁部材を介
して完全に接着したパネル体を得た。封入口を除くパネ
ル体の端部をエポキシ樹脂で封止した。液晶の封入は、
パネル体内部を脱気した後、液晶で封入口を塞ぎ等方相
温度に加熱し雰囲気を常圧に戻すことで行った。<Example 1> Orientation film material HL on glass substrate
1110 was applied by spin coating and baked at 180 ° C. for 1 hour to obtain an alignment film. Photoresist MP-S1400-25 was applied on the alignment film of one substrate by spin coating, and dried at 90 ° C. for 30 minutes. After drying, the film was exposed using a photomask having a stripe pattern, developed with a developer MP-developer for 30 seconds, and baked at 150 ° C. for 1 hour. As a result, a partition member having a stripe pattern of a resist having a thickness of about 1.6 μm was formed on the alignment film. Next, the substrate was rubbed in parallel with the partition member. The substrates are bonded together and pressurized at about 1 atm using a jig.
Heated at 70 ° C. for 1 hour. As a result, a panel body in which the substrate was completely bonded via the partition member was obtained. The end of the panel body except the sealing port was sealed with epoxy resin. Enclosure of liquid crystal
After the inside of the panel body was evacuated, the sealing opening was closed with liquid crystal and the atmosphere was returned to normal pressure by heating to an isotropic phase temperature.
【0028】封入した液晶は、キラルスメクチックC相
を有するFelix-SCE9(ヘキスト製)である。この液晶の
スメクチックA相から室温までの層法線方向の熱膨張率
は約2×10-5/Kであり、スメクチックA相の温度幅
は22℃である。封入の終了したパネル体の配向は、い
くらかのジグザグ欠陥はあるもののそれ以外の部分は均
一な良配向であった。このパネル体を等方相温度まで加
熱し、パネル体端部から隔壁部材に沿って冷却していっ
たところ(温度勾配冷却)、ジグザグ欠陥が消失しパネ
ル体全面で均一な良配向が得られた。The encapsulated liquid crystal is Felix-SCE9 (manufactured by Hoechst) having a chiral smectic C phase. The liquid crystal has a coefficient of thermal expansion in the layer normal direction from the smectic A phase to room temperature of about 2 × 10 −5 / K, and the temperature range of the smectic A phase is 22 ° C. The orientation of the panel body after completion of the encapsulation had uniform zigzag defects, but the other portions had a uniform good orientation. When this panel body was heated to the isotropic phase temperature and cooled along the partition member from the end of the panel body (temperature gradient cooling), zigzag defects disappeared and uniform good orientation was obtained over the entire panel body. Was.
【0029】<実施例2>実施例1と同様にパネル体を
作成し液晶を封入した。封入した液晶は、キラルスメク
チックC相を有するTM-C108 (チッソ製)である。この
液晶のスメクチックA相から室温までの層法線方向の熱
膨張率は約1×10-5/Kであり、スメクチックA相の
温度幅は54℃である。封入の終了したパネル体の配向
は、いくらかのジグザグ欠陥はあるもののそれ以外の部
分は均一な良配向であった。このパネル体に温度勾配冷
却を施したところ、ジグザグ欠陥が消失しパネル体全面
で均一な良配向が得られた。<Example 2> A panel body was prepared and liquid crystal was sealed in the same manner as in Example 1. The encapsulated liquid crystal is TM-C108 (manufactured by Chisso) having a chiral smectic C phase. The coefficient of thermal expansion of the liquid crystal in the layer normal direction from the smectic A phase to room temperature is about 1 × 10 −5 / K, and the temperature range of the smectic A phase is 54 ° C. The orientation of the panel body after completion of the encapsulation had uniform zigzag defects, but the other portions had a uniform good orientation. When this panel body was subjected to temperature gradient cooling, zigzag defects disappeared and uniform good orientation was obtained over the entire panel body.
【0030】<実施例3>実施例1と同様にパネル体を
作成し液晶を封入した。封入した液晶は、キラルスメク
チックCA 相を有するCS4000(チッソ製)である。この
液晶のスメクチックA相から室温までの層法線方向の熱
膨張率は約3×10-6/Kであり、スメクチックA相の
温度幅は17℃である。封入の終了したパネル体の配向
は、いくらかのジグザグ欠陥はあるもののそれ以外の部
分はほぼ均一な良配向であった。このパネル体に温度勾
配冷却を施したところ、ジグザグ欠陥が消失しパネル体
全面で均一な良配向が得られた。Example 3 A panel was prepared and liquid crystal was sealed in the same manner as in Example 1. Encapsulated liquid crystal is a CS4000 with chiral smectic C A phase (manufactured by Chisso). The coefficient of thermal expansion of the liquid crystal in the layer normal direction from the smectic A phase to room temperature is about 3 × 10 −6 / K, and the temperature range of the smectic A phase is 17 ° C. The orientation of the panel body after completion of encapsulation had good zigzag defects, but the other portions had a substantially uniform good orientation. When this panel body was subjected to temperature gradient cooling, zigzag defects disappeared and uniform good orientation was obtained over the entire panel body.
【0031】[0031]
【発明の効果】隔壁部材で接着されたパネル枠に、本発
明を満足する液晶材料を選択し封じることにより、温度
低下に伴う液晶の層法線方向の体積収縮が十分に大きく
なり、それにより層変形を引き起こすに十分な液晶の流
動が誘起され、スメクチック層の折れ曲がり方向が定ま
る。さらに、温度勾配冷却を施すことで、スメクチック
層の折れ曲がり方向を完全に一方向に定められるので、
ジグザグ欠陥を完全に除去することができる。According to the present invention, the liquid crystal material satisfying the present invention is selected and sealed in the panel frame bonded by the partition member, so that the volume shrinkage of the liquid crystal layer in the normal direction of the liquid crystal due to the temperature drop becomes sufficiently large. The flow of liquid crystal sufficient to cause layer deformation is induced, and the bending direction of the smectic layer is determined. Furthermore, by applying the temperature gradient cooling, the bending direction of the smectic layer can be completely determined in one direction,
Zigzag defects can be completely removed.
【0032】一方、層面方向の熱膨張は、層法線方向の
それより桁違いに大きいが、向きが異なるため層の折れ
曲がりに対する寄与はほとんどない。それよりも大型化
に伴い収縮量が増加するために配向乱れや液晶割れを引
き起こしやすくなる。この問題は、本発明のパネル体の
ようにパネル体内部を隔壁部材で区切ることで、層面方
向の長さを制限し収縮量を抑えると共に、層面方向の液
晶移動を規制することで避けることができる。On the other hand, the thermal expansion in the direction of the layer surface is orders of magnitude larger than that in the direction of the normal to the layer, but since the directions are different, there is almost no contribution to the bending of the layer. As the size increases, the amount of shrinkage increases, which tends to cause alignment disorder and liquid crystal cracking. This problem can be avoided by partitioning the inside of the panel body with a partition member as in the panel body of the present invention, thereby limiting the length in the layer plane direction and suppressing the amount of shrinkage, and restricting the liquid crystal movement in the layer plane direction. it can.
【0033】[0033]
【図1】本発明で適用されるパネル体の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a panel body applied in the present invention.
【図2】熱膨張評価に用いた装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an apparatus used for evaluation of thermal expansion.
【図3】層法線方向と層面方向の熱膨張評価用パネル体
の違いを示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a difference between a panel body for evaluating thermal expansion in a layer normal direction and a layer plane direction.
【図4】熱膨張の評価結果例を示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing an example of evaluation results of thermal expansion.
【図5】熱膨張率を算出した例を示すグラフ図である。FIG. 5 is a graph showing an example of calculating a coefficient of thermal expansion.
101 … 基板 102 … 基板 103 … 配向膜 104 … 配向膜 201 … パネル体 202 … 面ヒーター 203 … 液晶メニスカス 204 … CCDカメラ 205 … 隔壁部材 301 … 層法線方向評価用パネル体 302 … 層面方向評価用パネル体 303 … 基板 304 … 隔壁部材 305 … スメクチック層面 306 … 液晶分子 307 … ラビング方向 401 … 各温度における熱膨張変化(層法線方
向) 402 … 各温度における熱膨張変化(層面方
向) 501 … 各温度における熱膨張率(層法線方
向) 502 … 各温度における熱膨張率(層面方向)DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Substrate 102 ... Substrate 103 ... Orientation film 104 ... Orientation film 201 ... Panel body 202 ... Surface heater 203 ... Liquid crystal meniscus 204 ... CCD camera 205 ... Partition member 301 ... Panel normal direction evaluation panel body 302 ... Layer direction evaluation Panel body 303 Substrate 304 Partition member 305 Smectic layer surface 306 Liquid crystal molecules 307 Rubbing direction 401 Thermal expansion change at each temperature (layer normal direction) 402 Thermal expansion change at each temperature (layer surface direction) 501 each Coefficient of thermal expansion at temperature (layer normal direction) 502 ... Coefficient of thermal expansion at each temperature (layer direction)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 真由美 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 Fターム(参考) 2H088 FA02 FA10 FA20 GA04 MA20 2H089 HA02 HA10 KA02 LA09 NA05 NA14 NA25 NA31 QA15 RA13 2H090 HA14 JB02 KA14 LA02 MB01 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Mayumi Iguchi 1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan Printing Co., Ltd. F-term (reference) 2H088 FA02 FA10 FA20 GA04 MA20 2H089 HA02 HA10 KA02 LA09 NA05 NA14 NA25 NA31 QA15 RA13 2H090 HA14 JB02 KA14 LA02 MB01
Claims (4)
して接着されており、隔壁部材と基板に挟まれた直線上
の空間にスメクチック相を有する液晶を封じてなる液晶
表示素子において、当該液晶のスメクチックA相の層の
層法線方向の熱膨張率が3×10-6/K以上である液晶
を使用することを特徴とする液晶表示素子。1. A liquid crystal display device comprising a pair of substrates bonded to each other via a stripe-shaped partition member and sealing a liquid crystal having a smectic phase in a linear space between the partition member and the substrate. A liquid crystal display device comprising a liquid crystal having a coefficient of thermal expansion of 3 × 10 −6 / K or more in a layer normal direction of a liquid crystal smectic A phase layer.
スメクチックA相の温度域が5℃以上であり、かつキラ
ルスメクチックC相を有する液晶を使用することを特徴
とする液晶表示素子。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein
A liquid crystal display device, wherein a liquid crystal having a smectic A phase temperature range of 5 ° C. or higher and having a chiral smectic C phase is used.
スメクチックA相の温度域が15℃以上であり、かつキ
ラルスメクチックCA 相を有する液晶を使用することを
特徴とする液晶表示素子。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein
A liquid crystal display device, wherein a liquid crystal having a smectic A phase temperature range of 15 ° C. or higher and having a chiral smectic C A phase is used.
記載の液晶表示素子において、スメクチック相の層法線
方向が隔壁部材の延長方向と略平行であることを特徴す
る液晶表示素子。4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the direction of the layer normal of the smectic phase is substantially parallel to the extension direction of the partition member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28926598A JP2000122100A (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28926598A JP2000122100A (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000122100A true JP2000122100A (en) | 2000-04-28 |
Family
ID=17740930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28926598A Pending JP2000122100A (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000122100A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6788381B2 (en) * | 2000-11-27 | 2004-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device |
| JP2005241873A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Fujitsu Ltd | Manufacturing method of liquid crystal element |
-
1998
- 1998-10-12 JP JP28926598A patent/JP2000122100A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6788381B2 (en) * | 2000-11-27 | 2004-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device |
| JP2005241873A (en) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Fujitsu Ltd | Manufacturing method of liquid crystal element |
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Effective date: 20040420 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |