(57)【要約】【課題】ジグザグ欠陥を減少させるクリアリング処理においても、印加した交番電界を解除する際の電気的な衝撃によって、新たにジグザク欠陥が発生する。【解決手段】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Ａ相乃至等方相に相転移する温度Ｔ１に一定時間保持し、当該温度に一定時間保持する間、強誘電性液晶に交番電界を印加し、強誘電性液晶の温度を常温Ｔ０まで低下させた後、交番電界の印加を解除する。【選択図】図１
2017138463.tif 000002
【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充填された強誘電性液晶を、スメクティックＡ相乃至等方相に相転移する温度に一定時間保持し、
当該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し、
前記交番電界を印加した状態で、前記強誘電性液晶を徐々に冷却し、
前記強誘電性液晶の温度を常温まで低下させた後に、前記交番電界の印加を解除することを特徴とする強誘電性液晶の配向処理方法。
【請求項２】
前記交番電界の振幅及びオフセット電圧を徐々に低減させた後に、前記交番電界の印加を解除す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処理方法。
【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】
強誘電性液晶素子について、図を用いて説明する。図２は、強誘電性液晶素子を示す上面図、及びそのＡ−Ａ’断面図で、ここに示す強誘電性液晶素子においては、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１、２間に充填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】
強誘電性液晶素子の製造方法について、図を用いて説明する。図３は、強誘電性液晶素子の製造方法を示す工程毎の断面図で、強誘電性液晶の塗布〜注入〜充填時における図２のＡ−Ａ’断面である。
【０００５】
図３（ａ）に示すように、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、即ち空セルを作製し、空乏６を有する空セルのシール材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、空セル全体を真空チャンバー内において真空圧下に晒して空乏６を真空状態にする。
【０００６】
続いて、図３（ｂ）に示すように、空セル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を空乏６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、図３（ｃ）に示すように空乏６部に強誘電性液晶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２に示したような完成状態の液晶セルを得る。
【０００８】
ここで、図３（ｂ）で示した強誘電性液晶４を空乏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４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、４参照）
【００１１】
図５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で、図６は、従来技術による強誘電性液晶の配向処理を実施する際の温度変化を模式的に示すグラフで、横軸は経過時間、縦軸は温度である。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が再びＳｍＣ相の状態となる温度（ＳｍＣ相を示す温度Ｔ２）、例えば６０℃〜４０℃で、交番電界の印加を解除す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、印加された交番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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【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
【特許文献４】特許第５０３７９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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、ジグザグ欠陥は強誘電性液晶に対し振動、衝撃、急激な温度変化を与える事で容易に誘起される傾向を有する。よって、クリアリング処理において、ＳｍＣ相を示す温度Ｔ２で印加される交番電界を解除する際の電気的な衝撃によって、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。
【００１５】
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】
【００１６】
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充填された強誘電性液晶を、スメクティックＡ相乃至等方相に相転移する温度に一定時間保持し、当該温度に一定時間保持する間、強誘電性液晶に交番電界を印加し、交番電界を印加した状態で、強誘電性液晶を徐々に冷却し、強誘電性液晶の温度を常温まで低下させた後に、交番電界の印加を解除する強誘電性液晶の配向方法とする。
【００１７】
さらに、交番電界の振幅及びオフセット電圧を徐々に低減させた後に、交番電界の印加を解除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、交番電圧を印加した状態で常温まで徐々に低下させ、液晶粘度が高く、液晶分子が動き難い温度環境において交番電界の印加を解除することで、交流電界を解除する際の電気的な衝撃によって生じる新たなジグザグ欠陥の発生が抑制される。
【００１９】
さらに、交番電界の振幅及びオフセット電圧を徐々に低下させ、交番電界を弱めた状態で印加を解除することで、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】
本発明の実施形態を以下に説明する。なお、強誘電性液晶素子の構造は、従来と同様であり、説明を省略する。図１は、本発明による強誘電性液晶の配向処理を実施する際の温度変化を模式的に示すグラフで、横軸は経過時間、縦軸は温度である。
【００２１】
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２に示すような完成状態の強誘電性液晶素子を、常温Ｔ０から強誘電性液晶４がスメクティックＡ相乃至等方相を示す温度Ｔ１まで加熱し、一定時間保持する（期間ｔ１）。強誘電性液晶４をスメクティックＡ相乃至等方相を示す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崩壊することでジグザグ欠陥が消滅する。さらに、一定時間保持する間、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）に接続した交流電源９で、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することで、発生していたジグザグ欠陥が効率良く消滅する。
【００２２】
温度Ｔ１で一定時間保持した後、強誘電性液晶４に交番電界を印加したまま、液晶セルの温度を常温Ｔ０まで徐々に低下させる（期間ｔ２）。これにより、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る。
【００２３】
なお、ジグザグ欠陥はＳｍＣ相においても物理的、温度、電気的な各種の衝撃によって誘起される。本実施における配向方法では、強誘電性液晶４に配向規制を与える交番電界を、強誘電性液晶の温度が常温になるまで低下するまで印加し続け、液晶の運動が安定した温度環境下で解除することで、交番電界の印加解除に伴う電気的衝撃によって、新たにジグザグ欠陥が発生することを抑制できる。
【００２４】
なお、交番電界が解除される常温を定義する温度範囲は、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、例えば１５℃乃至３０℃程度である。
【００２５】
さらに、以上の条件に加えて、交番電界の振幅及びオフセット電圧を徐々に低下させ、接地電位に近づけた状態で解除することで、よりいっそうの効果が得られる。
【００２６】
なお、交番電界の振幅及びオフセット電圧を低下させる減少のレート及び限度に関しては、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、例えば１秒辺り０．０１Ｖ程度のレートで低下させ、振幅及びオフセット電圧共に０．１Ｖ程度まで低下させた後に解除すると好適である。
【００２７】
以上、本発明の実施例について説明したが、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】
【００２８】
【図１】本発明による強誘電性液晶の配向処理を実施する際の温度変化を模式的に示すグラフ
【図２】強誘電性液晶素子を示す上面図、及びそのＡ−Ａ’断面図
【図３】強誘電性液晶素子の製造方法を示す工程毎の断面図
【図４】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５】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６】従来技術による強誘電性液晶の配向処理を実施する際の温度変化を模式的に示すグラフ
【符号の説明】
【００２９】
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    空乏
７    シェブロン構造
８    シェブロン構造の境界面
９    交流電源
【図１】
2017138463.tif 000003
【図２】
2017138463.tif 000004
【図３】
2017138463.tif 000005
【図４】
2017138463.tif 000006
【図５】
2017138463.tif 000007
【図６】
2017138463.tif 000008