JPS6030926B2 - 液晶セルの表面整列法 - Google Patents

液晶セルの表面整列法

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JPS6030926B2
JPS6030926B2 JP50018086A JP1808675A JPS6030926B2 JP S6030926 B2 JPS6030926 B2 JP S6030926B2 JP 50018086 A JP50018086 A JP 50018086A JP 1808675 A JP1808675 A JP 1808675A JP S6030926 B2 JPS6030926 B2 JP S6030926B2
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
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    • G—PHYSICS
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、必然的に制限されないが、１９７３王５月
８日付で特許された米国特許第３７３１９８６号に示さ
れる型のフィールドェフヱクト液晶ディスプレイの製作
に用いるべく特に適している。
この米国特許に示される光学ディスプレイ装置は、透明
な導電フィルムが被覆された相対する平行な板の間に挟
まれたネマティック液晶材料の層から成るフィールドェ
フェクト遮光装置を使用して電気的情報を光学的像に変
換する。間に液晶材料があるこれら板は一対の偏光体と
平行にその間に設けられ、電位が導電フィルムと液晶層
を横切って達成されるときに、２つの偏光体の配向性に
もとづし・て装置は透光性から不透明媒体、またはその
逆に、に変わる。所要の光学的像の形に２つの導電フィ
ルムを形成することによって、この像は導電フィルム間
に達成される電位にもとづき見えるように或は見えぬよ
うにすることができる。更に、導電フィルムの腐食によ
る等の様に、別個の導電部分をつくることによって、幾
つかの導電部分をオンに切換えでき、他の部分が同一液
晶サンドイッチ装置にて異つた像をつくらないようなす
。上述した型のネマティツク液晶ディスプレイは液晶フ
ィルムのねじれたネマティック構造にもとづいている。
これは２つの境界透明板にネマティック液晶分子が平行
に列するようにすることによって達成される。面に対す
る液晶の均質な整列は３つの周知の技法によってなし得
る。その１つでは、液晶が間に設けられた２つの透明板
の向い合う面に長鏡重合体の薄い被覆が適用される。続
いてこの被覆を綿布または紙のような軟らかな材料でこ
することによって、各被覆の分子は互に直角に整列する
ようつくられ、これによって各板に隣接した液晶分子が
こすり線に平行に整列するようになる。しかし、この技
法は幾つかの不都合な欠点を有する。先づ、重合体をこ
するよう使われる材料が重合体以外のもの（すなわち綿
布や紙）であるために、こすり操作にて重合体に不都合
な汚染物がもたらされる。第２に、こすり操作にて相当
なせん断力が重合体フィルムにもたらされ、製作の際に
基体からフィルムがちぎれ裂けることがある。面に対し
液晶の均質な整列をつくるよう用いられる第２の周知の
技法は、微細研磨剤が添加されるバフ車の様な器具にて
２つの向い合う透明板に一定方向の微細溝をつくるよう
にしている。
次いで均質な整列をなすべく適宜な表面ェネルギを生じ
るようシランのような材料で基体が被覆される。第３の
技法は上述した第２の方法と同様で、低角度で基体にシ
リコン酸化フィルムを蒸発させ、微細溝をつくるような
す。
この後者の２つの方法は或る場合に適しているが、実施
が難しく、装備が高価で、比較的ゆっくりである。
この発明に従えば、面に対する液晶分子の均質な整列は
、せん断の方向を長くすべく好適な平衡状態から重合体
の長鎖を乱すように作用されるせん断力の傾向にもとづ
く粘性の可逆的な減少をなすせん断滅粘として知られた
技法によって達成される。
この発明の実施にては、液晶ディスプレイの境界透明板
の様な基体は長鏡重合体と適宜な溶剤の混合物で先づ被
覆される。
重合体は基体をぬらすようせねばらない。溶液はまだ湿
っており、分子構造の均質な整列はゴム押板と基体との
間に相対的動きを生じるゴム板または他のものにて基体
の表面上に溶液を押拡げることによって達成できる。こ
の様に、重合体鎖の均質な整列は相対運動の方向にもと
づく。溶液が乾くとき‘こ、重合体鎖は生じた整列を維
持し、ネマティツクまたはコレステリイツク液晶層が処
理された重合体と接するときに液晶分子が重合体の分子
に整列するようになる。使用される重合体は長鎖重合体
から成らねばならず。
水または炭化水素可溶性樹脂とすることができる。適宜
な例はポリビニルアルコールとポリビニルブチラルを含
む。更に、溶液濃度は、重合体鎖の均質な整列を十分生
じるようにせん断力が溶液（すなわち重合体および溶剤
）に生じられるように十分大きくなければならない。他
方、溶液濃度はせん断力下にても基体やゴム板または他
の器具にくっつくように十分小さくなければならない。
また、この発明に従えば、液晶層と接触する整列した分
子のあるフィルムは重合体に加えることにより偏向体に
つくることができ、溶液中にて２色性基体を形成するョ
ー素の様な基体は重合体と協同する。
更に、重合体被覆は、ョー素で着色できる。この様に、
液晶ディスプレイの両側の外偏光板を省略でき、透明板
の両面の被覆が偏光体として且つまた液晶層の面整列の
手段として働くことができる。この発明の上述および他
の目的と特長はこの明細書の一部をなす添附図面に関連
した以下の詳細な説明から明らかになろう。
図面、特に第１図についていま説明するに、同図には１
９７３王５月８日付で特許された米国特許第３３７１９
８６号に図示説明される一般型の場効果（フィールドェ
フェクト）ネマティック液晶ディスプレイが示される。
このディスプレイはガラスまたは同様な透明材料の一対
の間隔を置いた部材１０，１２を有する。透光板１０，
１２の向い合う面には酸化チタンまたは酸化インジウム
の様な透明な導電材料の被覆１４，１６が設けられる。
透明導電被覆１４，１６の上にはこの発明での表面処理
材料の被覆１８，２０があり、被覆１８，２０の間には
液晶材料の層２２がある。先の米国特許第３７３１９８
６号に十分記載されるように、液晶材料２２は室温でネ
マティックで、正の誘電異万性である。液晶材料の層２
２を取囲んで適宜なガスケツト２４があり、このガスケ
ツト２４は１９７３王９月１３日出願の米国特許豚第３
９６７８ｙ号に記載された様な熱硬化性樹脂でつくるこ
とができる。閉じた偏光フィルムを透明板１０，１２の
外面に設けることができる。しかし、この発明によれば
、液晶材料と接触する交叉した偏光体からなるような表
面被覆１８，２０を設けることが好適である。フィール
ドェフェクト液晶遮光体の作動にて、液晶フィルム２２
がねじれネマティック構造を有することが必要である。
これは互に直角に一定方向に液晶と接する面をこするこ
とによって達成できる。ネマティック相液晶材料の分子
は夫々長くて真直ぐで、ほうきわらの様に平行に並ぶよ
うになり易い。ネマティック相材料の特性は、こすった
面附近の分子が互に整列するようなりやすいことである
。液晶層と境をなす向い合う面上に互に直角にこすり線
を設けることによって、境面の１つに最も近い液晶分子
はその軸心が他方の境面に最も近い液晶分子の軸○と直
角で、間の液晶分子はねじれている。すなわち、液晶分
子は液晶フィルムを横切る適用された霞場のない間はね
じられる。しかし、導電フィルム１４，１６に電池２８
の両端子を接続するようスイッチ２６を閉じる等して、
霞場が液晶層２２を横切って作用されるときに、ネマテ
ィック構造はねじられない。ねじれネマティック構造を
もつ液晶層の両側に交叉した偏光体を設けることによっ
て、一方の偏光体に入った偏光光線はねじられてネマテ
ィック液晶層を通り、他の偏光体を通過する。
しかし、導軍フィルム１４，１６に電池２８の両端子を
接続するようスイッチ２６を閉じる等して導電フィルム
１４，１６間に蚕場が達成されるときに、ネマティック
構造はねじられず、偏光光線はセルを通らない。この様
に、セルは遮光体として働き、導電被覆を適宜に設ける
ことによってアルファネマティックディスプレィを設け
ることができる。交叉偏光体よりも平行偏光体を設ける
ことによって、ねじれ構造にもとづき装置は通常光を遮
断するが、霞場が液晶フィルムを横切って作用されると
きに光を通すようなす。１９７３王９月１０日出願の米
国特許願第３９５５７１号には、一定方向にこする前に
透明板の表面に水容性重合体または炭化水素可溶性重合
体を適用することによって正しくねじれたネマティック
構造が確実にされた新規で改良されたディスプレイ装置
が記載されている。
これは液晶ディスプレイの明暗部分の間に良好なコント
ラストを与える。しかし、上述した様に、重合体表面に
不都合な汚染物をもたらしたり、戦直されるフィルムが
裂けてしまう様なかなりなせん断力がこすり操作にて重
合体フィルムにもたらされる等の幾つかの不都合な欠点
がこすり操作にみられる。従って、この発明に従えば、
重合体被覆１８，２０のこすりが除去される。
もし重合体の分子がそれ自体整列され）ば重合体基体の
表面と液晶材料の分子が整列されることが知られている
。これは最鎖重合体シートを鋳造し、その後にシートを
緊張することによって達成できる。しかし、この方法は
シートが別個のものとしてつくられて接着剤により基体
に適用されることを必要とする。しかし、適宜な溶剤に
溶解された重合体を基体の上に簡単に置き、その後に重
合体にせん断滅粘技法を作用することによって同一の所
要効果の整列した長鎖重合体分子が得られることが知ら
れている。せん断粘重合体被覆をつくる１つの方法が第
２図に示され、同図にて適宜な溶剤に熔解した重合体３
０が基体３２の上に単に置かれ、その後ゴム板３４また
は同様なものによって基体の表面がぬぐわれる。
ゴム板３４が基体の表面上を通って重合体を押し拡げる
ときに、重合体がせん断滅粘を受け、基体の表面を通る
ゴム板は重合体の長い鎖をその良好な平衡状態から乱し
てせん断の方向（すなわちゴム板３４の移動方向）に長
くなるようにする。溶剤が蒸発された後に、重合体被覆
（例えば被覆１８または２‐０）が液晶フィルム」接触
するとき液晶分子が第１図に与えられた実施例での互に
直角になった層１８，２０の分子と整列するように整列
した軸心位置に分子がある。更に、基体に適用する前に
、ョー素または他の適宜な材料を重合体と溶剤に混合す
るか、或はの後に重合体被覆にョー素を塗ることによっ
て、二色性構造が達成されて重合体被覆自体が偏光体と
なる。この発明の使用に適した最鎖重合体はポリビニル
アルコール、ポリビニルブチラル、ポリビニルホルマル
、ボリビニルグリオキシアル、ポリビニルグルタラルを
含む。第３図にはこの発明の別の実施例が示され、長鎖
重合体３６の層は矢印４２で示される基体３８の移動方
向と反対方向に回動するロール４０によって基体３８に
適用される。
ロール４４はロール４０と接触していて、溶剤重合体混
合物の供給溜り４６を両ロール間の裂け目に設けて適用
操作の間ロール４０の周面に自動的に適用できる。ロー
ル４川ま層３６を引伸ばして、せん断滅粘効果と分子の
整列をもたらす。第４図にはこの発明のまた別の実施例
が示され、複数の透明板４８がコンベヤ５０の上に置か
れ、各透明板４８が第３図に示されるロール４０と同様
なロール５２の下を通るような構成をなしている。
すなわち、ロール５２にはロール５４が設けられる。ロ
ール５２の下を通って重合体のフィルムが適用された後
に、透明板４８は続いてばね減速装置５８または同様な
ものに連接されたロール５６の下を通過し、各透明板４
８がロール５６の下を通るときにこすり作用が生じて未
だ湿ったフィルムを引伸ばして所要のせん断滅粘を生じ
るようになっている。勿論、また他の異つた手段を用い
てこの発明に従った所要のせん断滅粘作用をなすように
できる。この発明を特定の実施例に就いて説明したが、
形または部村の構成の種々の変更がこの発明の精神と範
囲を逸脱することなく要件に適うようなし得ることが当
業者には容易に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明に従って製作されるネマティックフィ
ールドェフェクト液晶セルの断面図、第２図はこの発明
に従って達成できる重合体被覆のせん断滅粘の一方法を
示す図、第３図は達成でさるせん断滅粘の別の方法を示
す図、第４図は大量生産にて達成できる重合体被覆のせ
ん断滅粘のまた別の方法を示す図である。 図中、１０，１２・・・…透明板、１４，１６・・・・
・・導電材料の被覆、１８，２０・・・・・・重合体被
覆、２２・・・・・・液晶層、３０・・・・・・重合体
、３２・・・・・・基体、３４・・・・・・ゴム板、３
６・…・・重合体、３８・・・・・・基体、４０，４４
・・・・・・ロール、４８……透明板、５２，５４，５
６・・．・・・ロー′レ。Ｆｉｇ．ｌ Ｆｉ９．２ Ｆｉｇ．３ Ｆｉｇ．４

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 溶剤に長鎖重合体を溶解し、長鎖重合体と溶剤の混
    合物を基体に施し、溶液がまだ湿つている間に長鎖重合
    体分子のせん断厚減および整列をなすよう該施された重
    合体にせん断力を作用し、整列した最鎖重合体分子を残
    し乍ら溶剤を長鎖重合体から蒸発させることから成る液
    晶分子を連続的均質配向すべく長鎖重合体表面を整列す
    る方法。
JP50018086A 1974-02-15 1975-02-14 液晶セルの表面整列法 Expired JPS6030926B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/442,930 US3941901A (en) 1974-02-15 1974-02-15 Surface alignment method for liquid crystal cells and production of polarizers therefor
US442930 1974-02-15

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JPS50119663A JPS50119663A (ja) 1975-09-19
JPS6030926B2 true JPS6030926B2 (ja) 1985-07-19

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ID=23758738

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JP (1) JPS6030926B2 (ja)
CH (1) CH586401A5 (ja)
DE (1) DE2457641C2 (ja)
FR (1) FR2261549B1 (ja)
GB (1) GB1504744A (ja)
NL (1) NL7415006A (ja)

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