JPH02257122A - 液晶の配向方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液晶表示素子の基板配向技術に関する。

（従来の技術） 現在、液晶を用いた光学素子が実用化されつつある。い
ずれの応用例も液晶分子の長軸を基板上にある方向に均
一配向かせる必要がある。したがって、このような配向
方法は液晶の光学素子を作成するときの最も重要な基本
技術になる。層構造を持つスメクチック液晶（カイラル
・スメクチック液晶を含めて）に対して、液晶の配向状
態は液晶層の法線方向と基板平面との配置関係により数
種類に分けることができる。主に使われているのは垂直
配向（層法線は基板と垂直）および水平配向（層法線は
基板と平行）である（第２図ＩＳＡはスメクチックＡ相
、Ｓｃ＊はカイラルスメクチックＣ相である）。ここで
液晶を垂直に配向かせるのに従来は、（１）電界印加法
、（２）磁場印加法、（３）表面配向剤塗布法、（４）
斜方蒸着法、などの配向方法がある。また、それらと違
って、固体基板に液晶を配向かせるのではなくて、空気
中に自由表面を持つ液晶薄膜の配向方法（９）も提案さ
れていた。これは第３図のように穴が開けられていた基
板上に液晶を擦り、穴の所で薄い液晶膜を形成させる方
法である。このような薄膜は第４図のような分子構造を
持つ。即ち、層法線は空気の界面と垂直である。カイラ
ル、スメクチック液晶の場合には自発分極が印加電場方
向と垂直な面に向く傾向があるので、薄膜の両側の基板
上にＩＴＯ導電膜を付け、電場を印加すると、分子全体
が第５図のように電場と垂直の面内に配向することにな
る。この薄膜における分子層は１〜数１００層まで存在
することが可能である。

（発明が解決しようとする課題） 現在の段階では上述の液晶配向法について実用の面では
まだ多くの問題が残されている。特に、垂直配向法（１
）〜（４）に対しては以下の課題がある。

（ａ）配向基板 液晶素子はすべて２枚の基板にはさまれた液晶セルで構
成されており、いずれか一方の基板をはずすと液晶の配
向状態は維持できないという課題がある。

（ｂ）液晶膜の厚さ 現在の配向できる液晶セルの厚さはおよそ１〜１１００
ｐの範囲にある。特に厚さの下限はセル、ギャップの均
一性の問題でｌｐｍ以下の厚さにするのは困難である。

（Ｃ）製作時間 斜め蒸着法および表面配向剤塗布法は基板上にある種の
配向処理を必要とし、磁場印加および電場印加法は作業
が難しい。しかもいずれの方法も液晶配向セルを作るの
におよそ数時間ないし数十時間の長い時間を必要とする
ので、製作効率が低い。

（ｄ）配向の優劣 いずれの方法も欠陥の少ない液晶配向膜を作るのは困難
である。

一方、自由表面を持つ液晶薄膜の配向方法では、簡単な
製作方法で、杓−に配向することができ、蒸気（ａ）〜
（ｄ）の問題はない。しかし、この配向方法（９）によ
り製作した配向膜は基板に固定されていないので、膜内
体が非常に不安定な状態に置かれている。このため、工
業的な応用性はほとんどないと考えてよい。

本発明の目的は以」二のような従来の問題を解決し、よ
り速く、より薄く、より簡単に、より均一で安定な液晶
配向薄膜を作る方法を提供する。

（課題を解決する手段） 本発明は例えば大力”５ＶＪけた基板上に層構造を持つ
スメクチック液晶を薄い板で擦ることにより、均一に配
向した自由表面を有する液晶薄膜を形成する工程と、こ
れを別の基板上に張り付ける工程により、自由表面液晶
薄膜の配向状態を固定化し、固体基板上に均一に配向し
た垂直配向液晶膜を形成する手段を備えたことを特徴と
する液晶配向方法である。

（作用） 固体基板に配向させた結晶膜よりも空気中に自由表面を
有する液晶薄膜の方が均一に配向して１７Ａるため、は
じめに自由表面を有する液晶薄膜を作成した後これを基
板上に張り付けることで均一な配向膜を得ることができ
る。また、本発明の方法は、製作時間もかからず、簡単
にできると１／）う特徴がある。

（実施例） 第１図のように３枚のガラス基板を用意する。基板１は
自由表面液晶薄膜の製作用、基板２はスペーザ用、基板
３は薄膜の張り付け用である。この３枚の基板を密着に
はさんでから、まず、基板１の上に液晶を乗せ、スメク
チック相まで温度を上げ、もう−枚の板で液晶を基板１
の穴に沿って擦ることによってこの穴の部分に自由表面
液晶薄膜を形成させる。この状態では、基板２の穴によ
って、そして、基板３をほかの２枚の基板から引き離す
ことによって、膜の両側に圧力の差が生じ、薄膜全体が
基板３に張り付けられることになる。

＊基板および液晶の規格 （１）基板１　大きさ４０×３０　Ｘ　Ｏ，１５ｍｍの
カバーガラスの中央に８　Ｘ　２．５ｍｍの長方形の穴
をあける。

（２）基板２　大きさ４０　Ｘ　３０　Ｘ　０．１５ｍ
ｍのカバーガラスの中央に１０１０Ｘ３の長方形の穴を
あける。

（３）基板３　大きさ４０　Ｘ　３０　Ｘ　１ｍｍの基
板ガラスの中央に１ｃｍのＩＴＯ透明電極を蒸着する。

（４）液晶サンプル　強誘電性混合液晶Ｃ８１０１８（
チッソ株式会社） ＊製作温度　５６°Ｃ ＊製作時間 （１）自由表面液晶薄膜数分 （２）薄膜の張り付け　数秒 ＊製作結果 第６図は薄膜の反射光スペクトル（中にＩＴＯ膜の干渉
も含んでいる）である。２層型の薄膜干渉式とフィツト
した結果として、液晶薄膜の厚さは約５００人であるこ
とがわかった。

（発明の効果） 以上のべたように、本発明によれば、短時間でスメクチ
ック液晶を固体基板上に均一で安定な垂直配向薄膜を作
ることができる。この配向膜は、液晶の表示素子または
液晶の物性測定のサンプルとして使うことが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は自由表面液晶を基板へ張り付ける工程の原理図
であり、（ａ）は張り付け工程に用いる３枚の基板を示
す図、（ｂ）は自由表面薄膜の製作を示す図、（Ｃ）は
薄膜の基板への張り付けを示す図、（ｄ）は張り付けら
れた薄膜を示す図、第２図はスメクチック液晶、（ＳＡ
、　ＳＣ’ｌ’）相の基板に対する平行及び垂直配向の
例を示す図、第３図は自由表面液晶を製作するときに用
いるガラス基板を示す図である。第４図は自由表面液晶
のＳＡ相における分子構造を示す図である。第５図は自
由表面液晶のＳｃ＊相における分子構造を示す図である
。第６図は張り付け膜の分光スペクトル（ＩＴＯ膜の干
渉も含む）を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自由表面を有する液晶薄膜を作成する工程と、この作成
   された自由表面を有する液晶薄膜を基板上に張り付け固
   定化する工程とを含むことを特徴とする液晶の配向方法
   。