(57)【要約】      （修正有）【課題】高信頼性、耐湿性に効果のある液晶素子を提供する。【解決手段】液晶素子において配向膜をＳｉＯ配向膜３上にＳｉＯ2膜４を形成した構成にすることにより、配向膜表面に吸着する水分やイオンの量を低減することができる。そのため外部から侵入する水分に関わらず閾値の変化を小さくすることができる。よって信頼性の高い液晶素子を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板間に液晶層を備え、
前記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の内側面には、電極と、該電極上に斜方蒸着で形成されたＳｉＯ配向膜とを備え、
前記ＳｉＯ配向膜と液晶層との間にＳｉＯ2膜を有することを特徴とする液晶素子。
【請求項２】
前記ＳｉＯ2膜は１００Å以下であ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】
前記液晶は強誘電性液晶であることを特徴とする請求項１に記載の液晶素子。
【請求項４】
電極を形成した基板を用意する工程と、
前記電極上にＳｉＯを蒸着し、ＳｉＯ配向膜を成膜する工程と、
前記ＳｉＯ配向膜上にＳｉＯ2を蒸着しＳｉＯ2膜を成膜する工程と、
前記基板ともう一つの基板を対向させ、前記基板間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする液晶素子の製造方法。
【請求項５】
前記ＳｉＯを蒸着するときの基板法線に対する蒸着角度と、前記ＳｉＯ2を蒸着するときの基板法線に対する蒸着角度とは、ほぼ等しいことを特徴とする請求項４に記載の液晶素子の製造方法。
【請求項６】
前記ＳｉＯ2膜は１００Å以下であることを特徴とする請求項４に記載の液晶素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気光学効果として液晶を利用した液晶素子であって、配向膜にＳｉＯを用いる液晶素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶として強誘電性液晶を用いた場合を例に以下説明する。強誘電性液晶を用いた液晶電気光学素子はクラークらによってメモリー性を有すること、高速応答が可能なことなどが報告されて以来、多くの報告がなされている。強誘電性液晶は配向膜を備えた一対の基板に狭持することでブックシェルフ型またはシェブロン型の層構造に配向する。パルス電界を印加することで、基板面に平行に液晶分子を駆動させることができる。
【０００３】
また、特許文献１のように均一で安定な配向状態を得るために、電極とＳｉＯ配向膜との間にＳｉＯ2膜を形成し、基板上に多層膜を設けることも報告されている。この従来技術は、所定形状の電極を形成することによりガラス基板上に段差が生じる。その段差の影響を受けて液晶の配向状態が不安定になる問題がある。そのため電極とＳｉＯ配向膜との間にＳｉＯ2膜を形成することにより、電極段差の影響を小さくすることができ、均一で安定な配向状態を得るものである。
【特許文献１】特許第３０６８７３６号公報  （第1項  第1図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
強誘電性液晶を駆動する時には、不純物であるイオンの動きの影響を大きく受ける。また、配向膜であるＳｉＯは多孔質であり水分やイオンなどを吸着しやすい性質を持っている。そのため配向膜と液晶の界面に侵入してくる水分やイオンの量によって、その駆動の閾値が変化してしまう。特許文献１の従来技術は、安定な配向状態は得られるが、液晶層との配向膜の界面はＳｉＯで構成されているため、水分やイオンの影響を受けやすい。そのため乾燥状態や高湿状態に保持されることで、液晶素子内に水分が侵入したり、排出されたりする。そのため液晶素子内の水分量の影響により、駆動の閾値が変化するという信頼性に対する問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記の問題を解決しようとするもので、例えば強誘電性液晶を用いた液晶素子であっても高信頼性、特に耐湿性に効果のある液晶素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための構成は以下の構成を採用する。
【０００７】
対向する一対の基板間に液晶層を備え、一対の基板のうち、少なくとも一方の基板の内側面には、電極と、該電極上に斜方蒸着で形成されたＳｉＯ配向膜とを備え、このＳｉＯ配向膜と液晶層との間にＳｉＯ2膜を有することを特徴とする。また、このＳｉＯ2膜は１００Å以下であることを特徴とする。さらに、液晶は強誘電性液晶であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の製造方法は、電極を形成した基板を用意する工程と、電極上にＳｉＯを蒸着し、ＳｉＯ配向膜を成膜する工程と、このＳｉＯ配向膜上にＳｉＯ2を蒸着しＳｉＯ2膜を成膜する工程と、基板ともう一つの基板を対向させ、基板間に液晶を封入する工程とを有することを特徴とする。また、ＳｉＯを蒸着するときの基板法線に対する蒸着角度と、ＳｉＯ2を蒸着するときの基板法線に対する蒸着角度とは、ほぼ等しいことを特徴とす
る。さらに、ＳｉＯ2膜は１００Å以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、対向する一対の基板に所定形状の電極と、電極上に斜方蒸着によるＳｉＯ配向膜を備え、ＳｉＯ配向膜上にＳｉＯ2膜を備える構成を採用する。このような構成にすることにより、液晶素子の信頼性の向上を図ることができる。特に液晶素子の耐湿性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面により本発明の形態を詳述する。図１は液晶素子の断面形状を示している。図２は配向膜を形成した基板の断面形状である。
【００１１】
本発明の構成について図を用いて説明する。図１において、１は基板、２は電極、３はＳｉＯ配向膜、４はＳｉＯ2膜、５はスペーサ、６はシール、７は強誘電性液晶層である。本発明の液晶素子は強誘電性液晶層７を持つ一対の基板１から構成されている。配向膜３を備えた一対の基板１はスペーサ５により１〜２μmの厚さに保持され、シール６によって接着されている。
【００１２】
前記基板の構成を図２において説明する。基板１は所定形状に形成された電極２上に抵抗過熱による斜方蒸着によりＳｉＯ配向膜３を形成し、その後電子ビームによる斜方蒸着によりＳｉＯ2膜４を形成する。先に斜方蒸着により形成されたＳｉＯ配向膜３のＳｉＯ柱の形状による配向性を維持するために、ＳｉＯ2膜４はＳｉＯ配向膜３の蒸着角度とほぼ同じ角度で蒸着される。また、ＳｉＯ2膜４の膜厚を厚くすると液晶の配向不良が発生するため、ＳｉＯ配向膜３の柱形状を崩さない程度の膜厚に制御されている。
【００１３】
ＳｉＯは多孔質な物質で液晶素子や液晶層内に含まれている水分や不純物であるイオンなどを吸着しやすい性質を持っている。配向膜界面に水分が多ければ、配向膜に吸着されるイオンが少なくなり、液晶層内のイオン量が増加する。また、強誘電性液晶の駆動には不純物であるイオンの影響を受ける。特に低電圧で広パルス幅駆動をするときは、その影響が大きくなる。そのため外部から配向膜の界面に侵入する水分の量により、ＳｉＯに吸着されるイオンの量が変化するため閾値が変化してしまう。ＳｉＯ表面にＳｉＯ2膜を形成することにより液晶層と接する配向膜の界面が多孔質でなくなるため、吸着される物質が少なくなり、液晶層内のイオン量の変化が少なくなる。そのため外部からの水分の侵入によっても閾値の変化を小さくすることができる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明を強誘電性液晶素子に適用した実施例について詳細に説明する。
【００１５】
所定形状に形成された電極を備えたガラス基板上に、粒状ＳｉＯを入れたタンタルボートを抵抗加熱することにより、配向膜として厚さ５８０Åの斜方蒸着膜を真空蒸着した。この際の蒸着角度は基板の法線に対し８５．５°となるように蒸着を行った。次に粒状のＳｉＯ2を電子ビームにより加熱し、真空蒸着を行った。
【００１６】
このように処理した２枚の基板を１．５μｍ径のスペーサと熱硬化型接着剤を用いて、ＳｉＯ蒸着膜の蒸着方向が同じ向きになるように、空の液晶セルを組み立てた。この液晶セルに強誘電性液晶を注入し液晶素子を得た。
【００１７】
比較のために、ＳｉＯ2膜を蒸着しない基板、ＳｉＯ2膜の蒸着角度と膜厚を変えた基板を作成した。しかし、蒸着角度を８１．０°以下、または蒸着膜厚を１００Å以上にすると配向不良が発生し始める。また、ＳｉＯ2膜の膜厚に関しては３０Åより薄く均一に形
成することは困難であるため、本実施例では３０Åまでしか比較を行っていない。
【００１８】
図３を用いて本発明の強誘電性液晶の駆動特性について説明する。図３（ａ）は黒書き込み（透過率が最大から最小に変化する。）時の印加波形を表しており、リセット波形３１により白状態（透過率が最大）にした後、セレクト波形３２により黒状態（透過率が最小）を液晶素子に書き込むものである。また、図３（ｂ）において、閾値特性を説明する。光透過率の最小値を０とし、最大値を１００とする。波形３３は白状態からセレクト波形３２により黒状態に書き込む時、波形３４は黒状態から白状態に書き込む時、それぞれのセレクト波形３２のパルス幅を変化させて得られた光透過率のグラフである。本発明では、光透過率を全体の９０％変化させるのに必要であるパルス幅Ｐ９０を閾値とした。
【００１９】
作成した液晶素子において、６５℃９０%雰囲気に保持し耐湿試験を行い、経過日数における閾値の変化をモニタした結果を図４に示し、初期状態を１００としたときの耐湿試験の経過日数による閾値の変化量を示している。図４（ａ）はＳｉＯ2の蒸着角度を８５．５°とし膜厚を変化させた結果を示しており、図４（ｂ）は蒸着角度の違いによる閾値の変化を示している。
【００２０】
図４（ａ）に示す耐湿試験の結果より、ＳｉＯ配向膜のみ場合閾値の変化量は１０日後で、−７５％であったのに対し、ＳｉＯ2の蒸着角度を８５．５°で蒸着して、ＳｉＯ2膜をＳｉＯ配向膜と液晶層との間に設けた時には、変化量が１０日後で−４０％と耐湿性が改善された。また膜厚３０〜１００Åの間で変化させてもほとんど閾値に対する効果は変わらないことが分かった。
【００２１】
また、図４（ｂ）に図示したように、耐湿試験の結果、ＳｉＯ配向膜のみ場合閾値の変化量は１０日後で−７５％であったのに対し、ＳｉＯ2の蒸着角度を８５．５°では変化量が１０日後で−４０％と効果があったのに対し、蒸着角度を８３．０°では変化量が１０日後で−５５％と効果はあるが、蒸着角度８５．５°と比較して効果は小さい。よって、ＳｉＯ配向膜を蒸着したときの蒸着角度とＳｉＯ2膜を蒸着したときの蒸着角度は、ほぼ同じくした場合の方が、効果が高いことが明らかになった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の液晶素子を説明する断面図である。
【図２】本発明の液晶素子に備えている基板を説明する断面図である。
【図３】本発明の駆動に用いた駆動波形と閾値特性を説明する図である。
【図４】本発明の液晶素子における耐湿試験のグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１  基板
２  電極
３  ＳｉＯ配向膜
４  ＳｉＯ2膜
５  スペーサ
６  シール
７  強誘電性液晶層
３１  リセット波形
３２  セレクト波形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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