(57)【要約】【課題】強誘電性液晶に発生した配向欠陥部を、効率良く減少させる。【解決手段】ジグザグ欠陥部１５ｃは、各々配向膜が形成された面が離間対向するように、シール材を介して互いに貼り合わされた一対の基板１２と１３との間に挟持された強誘電性液晶１４に局所的に発生する。グザグ欠陥部１５ｃに対して配向膜が吸収可能な波長の光を照射してＳｍＡ相の相転移温度以上の温度まで加熱した後に、ＳｍＣ相の相転移温度以下の温度まで、徐々に降温させる。この降温過程で、ジグザグ欠陥部１５ｃの周辺正常部との配向規制力の相互作用によりジグザグ欠陥部１５ｃを効率良く減少させることができる。ジグザグ欠陥部１５ｃ以外は、スメクティックＣ相の相転移温度以下の温度に保持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々配向膜が形成された面が離間対向するように配置された一対の基板の間に挟持された強誘電性液晶に発生した配向欠陥部に光を照射して、前記配向欠陥部のみを局所的にスメクティックＣ相の状態からスメクティックＡ相の相転移温度以上の温度に加熱する加熱ステップと、
前記加熱ステップにより加熱した前記配向欠陥部を、前記スメクティックＡ相の相転移温度以上の所定の設定温度で一定時間加熱保持する加熱保持ステップと、
前記一定時間経過後に前記配向欠陥部を一定の割合で前記スメクティックＣ相の相転移温度以下の温度まで低下させる降温ステップと
を含むことを特徴とする強誘電性液晶の配向方法。
【請求項２】
前記加熱ステップは、前記配向欠陥部に照射する光として、前記配向膜が吸収可能な波長の光を用いることを特徴とする請求項１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係り、特に発生した配向欠陥部を修復する強誘電性液晶の配向方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強誘電性液晶表示素子（以下、液晶セル）は、例えば以下の方法により製造される。まず、配向膜が形成された一対の基板のうちどちらか一方にシール材を塗布した上で他方の基板を貼り合せ、強誘電性液晶が注入される前の液晶セル、すなわち空セルを作製する。次に、空セルのシール材の一部に設けられた液晶注入用の開口部近傍に強誘電性液晶を適量塗布し、空セル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。続いて、空セル全体を加熱して強誘電性液晶の流動性を高め、毛細管現象により強誘電性液晶を空セル内部へある程度浸透させ、その後、空セル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、空セル内部へ強誘電性液晶を充填させる。 
強誘電性液晶の充填が完了した後、強誘電性液晶が充填された空セルの加熱温度を徐々に低下させ、その過程で強誘電性液晶の流動性が低下して強誘電性液晶が液晶セル内部に定着する。このようにして製造された液晶セルは、強誘電性液晶の液晶分子が規則正しく配列した状態となっており、液晶層全体として「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（以下、ＳｍＣ相）を呈する。
【０００３】
ここで、上記の製造工程のうち強誘電性液晶を空セルへ注入する際、強誘電性液晶は、液晶分子が配列の規則性を失うアイソトロピック相（以下、Ｉｓｏ相）となる温度にまで加熱され、その後、空セルに充填された強誘電性液晶は、加熱温度が低下するに連れてＩｓｏ相からネマティック相（以下、Ｎ相）、スメクティックＡ相（以下、ＳｍＡ相）を経て、目的のＳｍＣ相へと順次相転移していく。 
この時、強誘電性液晶には、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。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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２、または３記載の方法により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、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。しかしながら、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、液晶セル全体を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る。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、強誘電性液晶に発生した配向欠陥部を、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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の強誘電性液晶の配向方法は、各々配向膜が形成された面が離間対向するように配置された一対の基板の間に挟持された強誘電性液晶に発生した配向欠陥部に光を照射して、配向欠陥部のみを局所的にスメクティックＣ相の状態からスメクティックＡ相の相転移温度以上の温度に加熱する加熱ステップと、加熱ステップにより加熱した配向欠陥部を、スメクティックＡ相の相転移温度以上の所定の設定温度で一定時間加熱保持する加熱保持ステップと、一定時間経過後に配向欠陥部を一定の割合でスメクティックＣ相の相転移温度以下の温度まで低下させる降温ステップとを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、上記の目的を達成するため、本発明の強誘電性液晶の配向方法は、上記加熱ステップが、配向欠陥部に照射する光として、配向膜が吸収可能な波長の光を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、強誘電性液晶に発生した配向欠陥部を、効率良く減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の強誘電性液晶の配向方法の一実施の形態を模式的に示す図である。
【図２】本発明の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示す特性図である。
【図３】本発明の強誘電性液晶の配向方法の一実施の形態の説明用フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００１２】
図１は、本発明になる強誘電性液晶の配向方法の一実施の形態を模式的に示す。同図において、強誘電性液晶表示素子（以下、液晶セル）１１は従来の製造方法により製造された表示素子で、前述したように、各々配向膜（図示せず）が形成された面が離間対向するように、シール材（図示せず）を介して互いに貼り合わされた一対の基板１２と１３との間に挟持された強誘電性液晶１４に、配向欠陥部であるジグザグ欠陥部１５ｃが発生している。ジグザグ欠陥部１５ｃは、目的とする強誘電性液晶１４のＣ２配向領域である１５ａと１５ｂとの境界に存在するＣ１配向領域である。ここで、Ｃ２配向及びＣ１配向は、シェブロン構造における「くの字」の屈曲方向がラビング方向に対しどちらであるかにより分けられる。液晶セル１１はＳｍＣ相の状態にある。
【００１３】
本実施の形態では、この液晶セル１１の上方の所定位置にランプヒータ２１を配置して、ランプヒータ２１からの照射光２２をレンズ２３を通してジグザグ欠陥１５ｃに照射できるようにすると共に、液晶セル１１の下面にパネルヒータ２４を配置して、ジグザグ欠陥１５ｃを修復する。なお、ランプヒータ２１の代わりにレーザ光源などの他の光源を用いることもできる。
【００１４】
次に、本実施の形態による強誘電性液晶の配向方法について、図２の温度対時間特性図及び図３のフローチャートを併せ参照して説明する。
【００１５】
まず、液晶セル１１の全体を、液晶セル１１の下面側に設置されたパネルヒータ２４によってＳｍＣ相の状態にある液晶セル１１をＳｍＣ相からＳｍＡ相へ相転移する温度以下に保持する（ステップＳ１）。この温度は、使用する強誘電性液晶１４の種類により異なるもので、例えば７５℃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。
【００１６】
次に、配向欠陥部、すなわちジグザグ欠陥部１５ｃを例えば目視などにより認識し（ステップＳ２）、その位置の上方にランプヒータ２１を位置決めする（ステップＳ３）。続いて、ランプヒータ２１をオン（ＯＮ）とし、ランプヒータ２１からレンズ２３を通してジグザグ欠陥部１５ｃに照射光２２を照射する（ステップＳ４）。
【００１７】
照射光２２の照射領域はジグザグ欠陥部１５ｃの大きさによって異なるが、通常は１０μmから１０００μm以内の大きさである。照射領域の形も、円形や四角形などに限定されるものではなく、照射装置（ここではランプヒータ２１）に適した形状を採用すればよい。
【００１８】
ランプヒータ２１の照射光２２の場合には、通常はランプヒータ２１にハロゲンランプを用いるので、吸収帯は赤外域の波長を用いる。従って、７００ｎｍ以上の波長をカットするようなフィルタ等を設置しない構成のものを使用することが必要となる。
【００１９】
なお、ランプヒータ２１の代わりにレーザ光源を使用する場合は、使用するレーザ光２２の波長は、ある程度、配向膜が吸収可能な波長を有するものが用いられる。これは、配向膜等の吸収による発熱によって、ジグザグ欠陥部１５ｃの局所的な加熱を可能とするからである。例えば、ポリイミド等、有機膜もしくは高分子膜からなる配向膜の場合は、波長５５０ｎｍ以下のレーザ光を用いることが好ましい。
【００２０】
以上のような照射光を用いてジグザグ欠陥部１５ｃを加熱すると共に、ジグザグ欠陥部１５ｃの周辺の温度を公知の方法によりモニタする。そして、このモニタによりジグザグ欠陥部１５ｃの加熱・昇温温度が所定の設定温度に達したかどうかを監視する（ステップＳ５）。この設定温度は、修復対象のジグザグ欠陥部がある強誘電性液晶１４の種類により異なるもので、例えば８５℃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。ただし、本発明はこの範囲に限定されるものではないが、少なくともＳｍＡ相の相転移温度Ｔ１以上の温度とする必要がある。なお、ジグザグ欠陥部１５ｃ以外の領域はＳｍＣ相以下の温度に保持されている。
【００２１】
続いて、ジグザグ欠陥部１５ｃの加熱・昇温温度が所定の設定温度に達した時には、その設定温度を所定時間ＴＰの間保持する（ステップＳ６）。この設定温度を保持する効果的な所定時間ＴＰは、加熱温度や液晶セル１１の形成条件（セルギャップ、配向膜の異方性、液晶分子のプレチルト角、強誘電性液晶１４の種類等）により変化するが、例えば１分以上であるが、この範囲に限定されるものではない。
【００２２】
その後、液晶セル１１の温度を所定温度以下に降温する（ステップＳ７）。この降温方法は、例えば照射光２２のパワーを徐々に低減するか、照射領域をジグザグ欠陥部１５ｃから少しずつ移動することで局所的な加熱部の温度をＳｍＣ相の温度まで下げる方法などがある。パネルヒータ２４によって加温されている液晶セル１１の加熱温度（本実施の形態の場合７５℃前後）まで下げることが好ましいが、少なくともＳｍＡ相の相転移温度Ｔ１以下の温度まで下げることが必要である。
【００２３】
このようにして、液晶セル１１は、図２に示すように、例えばＳｍＡ相の相転移温度Ｔ１より-５.０℃低い温度から、上記の相転移温度Ｔ１より５.０℃高い設定温度でジグザグ欠陥部１５ｃが局所的に所定の時間ＴＰ（例えば１分間）加熱保持された後、上記の相転移温度Ｔ１より-５.０℃低い温度まで徐々に降温される。
【００２４】
この場合、降温速度が重要であり、この降温過程の中で、ジグザグ欠陥部１５ｃ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１５ｃが効率良く減少する。具体的には、１℃/分前後の降温速度が好適である。
【００２５】
このように、本実施の形態によれば、局所的に発生するジグザグ欠陥部１５ｃをＳｍＡ相の相転移温度以上の温度まで加熱した後に、ＳｍＣ相の相転移温度以下の温度まで、徐々に降温させるようにしたため、その降温過程で、ジグザグ欠陥部１５ｃの配向は周辺の正常な液晶分子の配向に修復されていく。これは、液晶分子間の相互作用によるもので、ＳｍＣ相の相転移温度以下の温度に保持された周囲の正常な配向領域１５ａ、１５ｂに対して、ジグザグ欠陥部１５ｃは与えられた熱エネルギーによって、ＳｍＡ相の状態となっているが、徐々に温度が低下しＳｍＣ相となる際に、液晶分子に周囲の正常な配向領域１５ａ、１５ｂの配向方向に揃えようとする相互作用が働くためであり、ジグザグ欠陥部１５ｃにおけるシェブロン構造の再構築が促進されることで、ジグザグ欠陥部１５ｃが効率良く減少する。 
なお、液晶セル１１全体をＳｍＡ相の相転移温度以上の温度に加熱する場合には、前述したように、正常な配向領域１５ａ、１５ｂも含めてジグザグ欠陥部１５ｃが発生し易い過程を通過してしまうために、ジグザグ欠陥部１５ｃを効率良く減少させることができない。本実施の形態では、ジグザグ欠陥部１５ｃのみを局所的に加熱した後降温する場合に得られる上記の周辺正常部との配向規制力の相互作用によりジグザグ欠陥部１５ｃを効率良く減少させることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、ジグザグ欠陥部１５ｃ以外は、スメクティックＣ相の相転移温度以下の温度に保持されるために、ジグザグ欠陥部１５ｃは、最低限の熱エネルギーを与えるだけでスメクティックＡ相の相転移温度以上の温度となり、配向膜に与える熱的ダメージが少ないという特長も得られる。
【符号の説明】
【００２７】
１１  強誘電性液晶表示素子（液晶セル）
１２、１３  基板
１４  強誘電性液晶
１５ａ、１５ｂ  Ｃ２配向領域
１５ｃ  ジグザグ欠陥部（配向欠陥部）
２１  ランプヒータ
２２  照射光
２３  レンズ
２４  パネルヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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