(57)【要約】【課題】一対の基板間に挟持された強誘電性液晶に発生したジグザグ欠陥を効率良く減少させることが可能な強誘電性液晶の配向方法を提供する。【解決手段】強誘電性液晶にジグザグ欠陥が発生した液晶セルを、強誘電性液晶がスメクティックＣ相からスメクティックＡ相へ相転移する直前の温度まで加熱し、その加熱温度を一定時間保持した後、加熱温度を常温まで徐々に低下させる。これにより、ジグザグ欠陥が発生し易いＳｍＡ相からＳｍＣへ相転移する過程自体が無くなり、新たなジグザグ欠陥の発生が抑制されると共に、液晶分子が動き易くなって層構造がシェブロン構造からブックシェルフ構造に限りなく近い状態となる最大限の温度環境下に置かれることで、ジグザグ欠陥発生領域におけるシェブロン構造の再構築が促進され、ジグザグ欠陥が効率良く減少する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール材を介して互いに貼り合わされた一対の基板間に挟持された強誘電性液晶をスメクティックＣ相からスメクティックＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持した後、当該温度を低下させることを特徴とする強誘電性液晶の配向方法。
【請求項２】
前記強誘電性液晶をスメクティックＣ相からスメクティックＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持する間、前記強誘電性液晶に交番電界を印加することを特徴とする請求項１に記載の強誘電性液晶の配向方法。
【請求項３】
前記強誘電性液晶をスメクティックＣ相からスメクティックＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持する間、前記強誘電性液晶に外部から押圧力を印加することを特徴とする請求項１、又は２に記載の強誘電性液晶の配向方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電性液晶の配向方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、強誘電性液晶表示素子を示す上面図、及びそのＡ−Ａ’断面図で、ここに示す強誘電性液晶表示素子（以下、液晶セル）においては、配向膜（不図示）が形成された一対の基板１、２がシール材３を介して互いに貼り合わされ、それにより形成された基板間の狭小な隙間に強誘電性液晶４が充填され、シール材３の一部に設けられた液晶注入用の開口部（液晶注入口）３ａが封止材５により封止されている。
【０００３】
一対の基板間に挟持された強誘電性液晶４の液晶分子は、所定の配向処理が施されることで規則正しく配列した状態、即ち配向した状態となっており、液晶層中心で「くの字」に屈曲したシェブロン構造と呼ばれる層構造を形成し、液晶層全体としてスメクティックＣ相（ＳｍＣ相）を呈している。
【０００４】
図４は、強誘電性液晶表示素子の製造方法を示す工程毎の断面図で、以上の強誘電性液晶表示素子を製造する際には、まず、配向膜が形成された一対の基板１、２のうちどちらか一方にシール材（樹脂）３を塗布した上で他方の基板を貼り合せ、強誘電性液晶４が注入される前の液晶セル、即ち空セルを作製する。
【０００５】
次に、工程（ａ）に示すように、空セル６のシール材３の一部に設けられた液晶注入用の開口部（液晶注入口）３ａ近傍に強誘電性液晶４を適量塗布し、空セル６全体を真空チャンバー内において真空圧下に晒して空セル内部を真空状態にする。
【０００６】
続いて、工程（ｂ）に示すように、空セル６全体を加熱して強誘電性液晶４の流動性を高め、毛細管現象により強誘電性液晶４を空セル内部へある程度浸透させ、その後、空セル６全体を大気圧下に晒して空セル内部と外部との圧力差を利用して液晶の注入を継続し、工程（ｃ）に示すように空セル６内部へ強誘電性液晶４を充填させる。
【０００７】
強誘電性液晶４の充填が完了した後、強誘電性液晶４が充填された空セル６の加熱温度を徐々に低下させ、その過程で強誘電性液晶４の流動性が低下して強誘電性液晶４が液晶セル６内部に定着すると共に、強誘電性液晶４がＳｍＣ相を呈する配向状態となる。その後、液晶注入口３ａ周辺に付着した余分な液晶材料を洗浄した上で液晶注入口３ａに封止材（樹脂）５を塗布して硬化させ、図３に示したような完成状態の液晶セルを得る。
【０００８】
ここで、以上の工程（ｂ）で強誘電性液晶４を空セル６へ注入する際、強誘電性液晶４は、液晶分子が配列の規則性を失う等方相（Ｉｓｏ相）となる温度にまで加熱され、その後、空セル６に充填された強誘電性液晶４は、加熱温度が低下するに連れて等方相（Ｉｓｏ相）からネマティック相（Ｎ相）、スメクティックＡ相（ＳｍＡ相）を経て目的となるスメクティックＣ相（ＳｍＣ相）へと順次相転移していく。
【０００９】
この時、強誘電性液晶４には、ＳｍＣ相へ相転移する際に液晶分子が構築するシェブロン構造の方向性がばらつくことで、通称ジグザグ欠陥と呼ばれる配向欠陥が生じることがある。図５は、強誘電性液晶にジグザグ欠陥が発生した状態を模式的に示す図で、ジグザグ欠陥は、シェブロン構造７の「くの字」に屈曲する方向が、隣接するシェブロン構造７との間で異なる境界面８付近に発生する。
【００１０】
従って、その対策として、ジグザグ欠陥が発生した強誘電性液晶に対して液晶セルの外部から交番電界を印加し、ジグザグ欠陥を減少させるという、通称クリアリングと呼ばれる配向処理が実施される。（例えば、特許文献１、２、３参照）
【００１１】
図６は、クリアリングを用いた従来技術による強誘電性液晶の配向方法を模式的に示す図、図７は、従来技術による強誘電性液晶の配向方法を実施する際の加熱温度の変化を横軸を経過時間、縦軸を加熱温度として模式的に示すグラフである。クリアリングは、ジグザグ欠陥が発生した液晶セルを初期温度Ｔ０（例えば、常温）から強誘電性液晶４がＳｍＡ相以上の状態となる温度（ＳｍＡ相の相転移温度Ｔ１以上）にまで一旦加熱し、その後、液晶セルの両基板１、２側から強誘電性液晶４にパルス電圧による交番電界を印加しながら加熱温度を徐々に低下させ、強誘電性液晶４を再びＳｍＣ相の状態へ相転移させるという手順で実施される。
【００１２】
クリアリングを実施すれば、印加された電界が液晶分子の極性に作用することで液晶分子の規則的な配列が促され、ジグザグ欠陥の主な発生要因であるシェブロン構造の方向性のばらつきが解消されてジグザグ欠陥が減少する。
【特許文献１】特開平５−２０３９５９号公報
【特許文献２】特開平１１−８４４０６号公報
【特許文献３】特開２００４−９４２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
強誘電性液晶にジグザグ欠陥が発生した液晶セルに対して以上の如くクリアリングを実施すれば、発生していたジグザグ欠陥を減少させることができるが、ジグザグ欠陥は、主に強誘電性液晶が温度の低下に伴ってＳｍＡ相からＳｍＣ相へ相転移する際に発生するため、ＳｍＡ相以上となる温度に加熱をしてしまうと、ジグザグ欠陥が発生し易い過程を再度通過することとなって、その時点で新たにジグザグ欠陥が発生し、ジグザグ欠陥を効率良く減少させることができないという問題があった。
【００１４】
本発明は、以上のような問題点に鑑みて成されたものであり、ジグザグ欠陥を効率良く減少させることが可能な強誘電性液晶の配向方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
シール材を介して互いに貼り合わされた一対の基板間に挟持された強誘電性液晶をスメクティックＣ相からスメクティックＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持した後、当該温度を低下させる強誘電性液晶の配向方法とする。
【００１６】
前記強誘電性液晶をスメクティックＣ相からスメクティックＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持する間、前記強誘電性液晶に交番電界を印加する強誘電性液晶の配向方法とする。
【００１７】
前記強誘電性液晶をスメクティックＣ相からスメクティックＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持する間、前記強誘電性液晶に外部から押圧力を印加することを特徴とする強誘電性液晶の配向方法とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、強誘電性液晶にジグザグ欠陥が発生した液晶セルを、強誘電性液晶がＳｍＣ相からＳｍＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持した後、常温まで徐々に低下させることで、ジグザグ欠陥が発生し易いＳｍＡ相からＳｍＣへ相転移する過程自体が無くなり、新たなジグザグ欠陥の発生が抑制されると共に、液晶分子が動き易くなって層構造がシェブロン構造からブックシェルフ構造に限りなく近い状態となる最大限の温度環境下に置かれることで、ジグザグ欠陥発生領域におけるシェブロン構造の再構築が促進され、ジグザグ欠陥が効率良く減少する。
【００１９】
また、以上の配向方法を強誘電性液晶に交番電界を印加しながら、また、ジグザグ欠陥が発生した領域に対して液晶セル外部から押圧力を印加しながら実施することで、よりいっそうの効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
シール材を介して互いに貼り合わされた一対の基板間に挟持された強誘電性液晶をスメクティックＣ相からスメクティックＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持した後、温度を低下させる。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明による強誘電性液晶の配向方法を実施する際の加熱温度の変化を横軸を経過時間、縦軸を加熱温度として模式的に示すグラフである。本発明による強誘電性液晶の配向方法においては、まず、一対の基板間に挟持された強誘電性液晶にジグザグ欠陥が発生した図３に示すような完成状態の液晶セルを、初期温度Ｔ０（例えば、常温）から強誘電性液晶４がＳｍＣ相からＳｍＡ相へ相転移する直前の温度、即ちＳｍＡ相の相転移温度Ｔ１に限りなく近い温度まで加熱し、その加熱温度を一定時間保持した後（期間ｔ１）、加熱温度を初期温度Ｔ０まで徐々に低下させる。
【００２２】
強誘電性液晶４をＳｍＣ相からＳｍＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持することで、液晶分子がＳｍＣ相において構築しているシェブロン構造が、ＳｍＡ相において構築するブックシェルフ構造に限りなく近い状態となってジグザグ欠陥が減少乃至は消滅し、その後、加熱温度を徐々に低下させることで、液晶分子が再配列してシェブロン構造がジグザグ欠陥の無い状態に再構築される。
【００２３】
ジグザグ欠陥は、主に強誘電性液晶４が温度の低下に伴ってＳｍＡ相からＳｍＣ相へ相転移する際に発生するが、本実施例１における配向方法では、そのジグザグ欠陥が発生し易いＳｍＡ相からＳｍＣ相へ相転移する過程自体が無いため、新たにジグザグ欠陥が発生することは無く、加えて、強誘電性液晶４がＳｍＣ相からＳｍＡ相へ相転移しない範囲ではありながらも、液晶分子が動き易くシェブロン構造がブックシェルフ構造に限りなく近い状態となる最大限の温度環境を一定時間確保することで、従来の如くＳｍＡ相以上となる温度に加熱するのと同等の作用が得られ、発生していたジグザグ欠陥が効率良く減少する。
【００２４】
尚、一定時間保持する加熱温度は、使用する強誘電性液晶の種類により異なるもので、例えば８０℃前後であり、効果的な温度範囲としては、ＳｍＡ相の相転移温度Ｔ１に対して、例えば−５．０℃以内であるが、この範囲に限定されるものではない。
【００２５】
また、加熱温度を保持する効果的な時間は、加熱温度や液晶セルの形成条件（セルＧａｐ、配向膜の異方性、液晶分子のプレチルト角、強誘電性液晶の種類等）により変化するが、何れにしても強誘電性液晶の液晶分子が再配列してジグザグ欠陥が減少乃至は消滅するのに十分な長さが良く、例えば２時間以上である。
【実施例２】
【００２６】
本発明においては、実施例１の如く強誘電性液晶を所定温度に一定時間保持するだけでもジグザグ欠陥の減少効果が十分に得られるが、以上の工程に加えて、液晶セルの両基板側から強誘電性液晶に交番電界を印加することで、よりいっそうの効果が得られる。
【００２７】
その際には、実施例１の如く強誘電性液晶４をＳｍＣ相からＳｍＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持している間、液晶セルの両基板１、２に設けられた液晶駆動用電極（不図示）に強誘電性液晶４の液晶分子をスイッチング可能な電圧及び周波数のＳｉｎ（サイン）波パルス電圧を直接印加し、その後、パルス電圧を印加しながら液晶セルの加熱温度を初期温度Ｔ０まで徐々に低下させる（期間ｔ２）。これにより、ジグザグ欠陥の減少乃至は消滅の過程から液晶分子によるシェブロン構造の再構築の過程が迅速且つ安定して行われ、発生していたジグザグ欠陥が効率良く減少する。
【実施例３】
【００２８】
図２は、本発明による強誘電性液晶の配向方法の他の実施形態を説明するための図で、ジグザグ欠陥は、特に液晶セルの液晶注入口３ａ付近に発生し易く、本実施例３では、そのジグザグ欠陥が発生した領域に対して液晶セル外部から押圧力を印加しながら前述の実施例１の配向方法を実施している。
【００２９】
液晶セルに押圧力を印加する際には、ジグザグ欠陥が発生している領域に対して、液晶セルを構成する一対の基板１、２のうち少なくともどちらか一方にプローブピン９を局所的に押し当て、その直下周辺の強誘電性液晶４に基板越しに機械的なストレスを与える。これにより、ジグザグ欠陥が発生していた領域のシェブロン構造の方向が強制的に一定方向に揃えられ、発生していたジグザグ欠陥が一時的に減少乃至は消滅した状態となり、その状態を強誘電性液晶４がＳｍＣ相からＳｍＡ相へ相転移する直前の温度に一定時間保持することで、その状態が安定して定着する。
【００３０】
印加する押圧力は、強誘電性液晶の種類、液晶セルの基板厚、セルＧａｐ等の液晶セルの形成条件に応じて適宜設定されるものであり、例えば、数十グラム／ｃｍ程度である。
【００３１】
尚、押圧力は、強誘電性液晶のジグザグ欠陥が発生していない領域に対して実施すると、逆にジグザグ欠陥が発生する虞があるため、既にジグザグ欠陥が発生している領域に対してのみ、押圧力を印加するのが好ましい。
【００３２】
以上、本発明の実施例について説明したが、実施例２、３は、互いに組み合わせて実施することが可能であり、そうすることで、よりいっそうの効果が得られる。また、実施例１、２の配向方法を実施する対象は、必ずしもジグザグ欠陥が発生した液晶セルである必要は無く、ジグザグ欠陥が発生していない液晶セルを対象とすることも可能であり、その場合には、本発明の配向方法を実施することで強誘電性液晶の配向状態が改善され、液晶セルの画像品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による強誘電性液晶の配向方法を実施する際の加熱温度の変化を横軸を経過時間、縦軸を加熱温度として模式的に示すグラフ
【図２】本発明による強誘電性液晶の配向方法の他の実施形態を説明するための図
【図３】強誘電性液晶表示素子を示す上面図、及びそのＡ−Ａ’断面図
【図４】強誘電性液晶表示素子の製造方法を示す工程毎の断面図
【図５】強誘電性液晶にジグザグ欠陥が発生した状態を模式的に示す図
【図６】クリアリングを用いた従来技術による強誘電性液晶の配向方法を模式的に示す図
【図７】従来技術による強誘電性液晶の配向方法を実施する際の加熱温度の変化を横軸を経過時間、縦軸を加熱温度として模式的に示すグラフ
【符号の説明】
【００３４】
１    基板
２    基板
３    シール材
３ａ  液晶注入口
４    強誘電性液晶
５    封止材
６    空セル
７    シェブロン構造
８    シェブロン構造の境界面
９    プローブピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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