JPS6287938A - 液晶分子配向方法 - 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〕 本発明は液晶装置における液晶分子の配向方法に係り、
特に液晶分子のｒｇ軸方向を同心円状又は放射状にそろ
えて配向する液晶分子配向方法に関するものである。

〔従来の技術〕

薄型軽量で低電圧、低消費電力で動作する液晶装置は各
種のパネルタイプの表示装置を始め多方面への応用が可
能なことで知られている。これらの液晶装置は基本的に
は透明な導電性の被膜をコートシた２枚のガラス板又は
プラスチック板などの基板の開に液晶を封入した構造を
しており、通常各基板には液晶分子が一方向にそろって
配向するように各種の物理的または化学的な処理が施さ
れている。

従来の液晶分子の配向法としては、液晶分子が基板に対
して垂直、平行、傾針、ねじれ（ツイスト）、またはこ
れらの組合わせとなるようなものなど、種々の分子配向
法が提案されており、実用的な液晶装置へ応用されてい
る。特に、表示装置に広く使われている平行配向法とし
ては、真空斜方蒸着法や基板を一方向に摩擦する方法（
ラビング法）などが行なわれている。これらの液晶分子
配向法はいずれも基板上で各々の液晶分子が一定の方向
にそろって互いに平行となるように配向させるものであ
る。

ところで、液晶分子を一方向に配向させたレンズのよう
な形状をした液晶セルに電界や磁界を加えて液晶分子の
配向状態を制御し、液晶の屈折率を連続的に変化させる
ようにした焦点距離可変レンズが考案されている。ここ
で、＠２図に示すように、従来の液晶分子配向法のよう
に液晶分子を１方向に平行にそろえるような分子配向状
態とすると、第３図に模試的に示すようにレンズの形状
をした液晶セルの中心部や同図で斜線で示した領域では
良好な分子配向状態を得ることができる。

しかし、それ以外の領域では液晶セルの壁面が□　　　
曲面となっているために液晶分子の配向力向と壁面の曲
率の方位とが斜めの状態となるので、均一な液晶分子の
配向状態を得ることが難しく、特に電圧印加等により液
晶分子を電界方向に再配向させる場合に配向の乱れが生
じ易いなど、レンズとしての光学的特性が低下する主た
る要因となっている。

また、液晶分子が一方の基板では一方向に平行に配向し
ているが、他方の基板に向って徐々にその分子の配向方
向がねじれて行き、各々の基板では分子配向の方向が９
０度ねじれた構造となっているツィステッドネマティッ
ク（ＴＮ）ｌ晶セルは表示装置に広く利用されているが
、その液晶分子の配列の状態に起因する視角依存性が極
めて強く、ある特定の角度でしか良好な視認性を得るこ
とができない。

本発明者は上述の難点を克服するために、液晶分子を同
心円状又は放射状に配向させた液晶セルを提案した。こ
れらの分子配向法としては、基板を綿布等で摩擦する方
法や真空蒸着法などによるものが考えられる。同心円状
分子配向は液晶セル基板を回転させながら綿布等で摩擦
する方法かある。また放射状の分子配向は中心部から周
辺部へ放射状に、または周辺部から中心部へと綿布等に
より摩擦することにより行なうことができる。

（特願昭５９−２６１３９２号） また、従来、真空斜方蒸着法による液晶分子配向法は広
く実用されており、たとえば蒸着基板面に垂直な方向を
蒸着源の方向に対して６０度程度傾けて一酸化シリコン
や二酸化チタンなどのような酸化物や金属等を蒸着する
と、液晶分子は基板面内で蒸着の方位に垂直な方向に分
子の長軸をそろえて配向し、一方８５程度度傾けて蒸着
すると蒸着方向の方位に平行に配向することが知られて
いる。また、液晶セルを構成する基板を制御された速度
で回転させながら蒸着することで液晶分子の配向方向や
基板に対する配向の角度を制御する方法も知られている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、摩擦法では液晶セル全域で一様に制御さ
れた分子配向状態を得ることは極めて困難である。また
、真空蒸着法では基板全面に蒸着物質が付着するため、
同心円状本たは放射状の分子配向を、得ることができな
い問題点があった。

本発明者は一ヒ述の難点に留意し、レンズの形状をした
液晶セルにおいて液晶セル全域で均一な液晶分子配向状
態を得る方法を案出し、またＴＮ液晶セルの視角依存性
を向上させる手段を提案したものであり、かかる液晶分
子配向方法を案出して本発明を完成したものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題点に鑑み案出されたもので、液晶セル
を構成する基板を回転させながら酸化物又はフッ化物を
斜方蒸着させることによって液晶分子を配向する方法に
おいて、該基板を蒸着源の方向に対して所要角度傾けて
回転させ、適宜の開口形状のスリットを有する遮蔽板を
介して前記基板に酸化物又はフッ化物を蒸着させること
により液晶セル内で、液晶分子をその長軸方向を同心円
状又は放射状にそろえて配向させることを特徴としてい
る。

〔作用〕

以上の様に構成された本発明は、液晶セルを構成する基
板を蒸着源の方向に対して所要角度θだけ傾けて回転さ
せ、スリットを設けた遮蔽板を介して前記基板に蒸着す
るものである。すなわち、遮蔽板が基板に入射する蒸着
物質の領域を制限し基板の限られた領域のみ蒸着物質が
入射するようになっている。そして、前記角度θよたは
スリットの位置を適宜選択することにより、同心円状ま
たは放射状の分子配向制御を行なうことができる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、１は駆動
手段にモーターを用いた回転装置であり、液晶セルを構
成する基板２を回転させるものである。３は遮蔽板であ
って、適宜の開口形状のスリット４が設けられている。

５は蒸着源であり、ヒーター６で加熱されている。そし
て、基板２の回転軸方向と蒸着方向とのなす角をθに設
定することができ、斜方蒸着を行なうことができる。な
お、角度θを設定する手段には、周知慣用の装置が用い
られるので説明を省略する。

本実施例の真空蒸着法はｔｊＳ１図に示すように基板２
を蒸着源５の方向に対しである角度θだけ傾けて、毎分
数回から１０数回程度の速度で回転させ、スリット４を
設けた遮蔽板３を通して蒸着物質が基板２に入射する領
域を制限して、基板２の限られた領域にのみ蒸着物質が
入射するように一酸化シリコペ二酸化チタンのような酸
化物、７ツ化マグネシウム等の７７化物、金、アルミニ
ウムなどのような金属等を１００Ａから１ｏｏｏ人程度
の厚みに蒸着するものであり、このような方法により同
心円状または放射状の分子配向制御を行なうことができ
る。第１図に示すようにスリットの位置を基板面に垂直
な方向すなわち回啄軸と蒸着源の方向を含む面内に設定
し、回転軸と蒸着方向とのなす角度θを約６０程度度と
すると、基板上で液晶分子の長軸方向が常にスリットに
垂直な方向にそろった分子配向となるので、結果として
同心円状の分子配向が得られる。一方、傾きの角度を８
５度程度とすると、液晶分子の長軸方向がスリットと同
じ方向にそろった分子配向となるので、放射状の分子配
向が得られる。なお、第１図の構成でスリットは遮蔽板
の中心すなわち回転軸に対して度対側の対称な位置に設
定してもよいし、また遮蔽板上で回転軸を通る直径方向
全部にわたるスリットとすることもできる。　なお、ス
リットの形状を扇型あるいは円弧、楕円、放物線、双曲
線等の曲線の一部の形状となるようにすると、基板上に
付着する蒸着物質の厚みを半径方向で均一に、または種
々の重みを付けて分布させることができる。

一方、スリットの位置をｆ５１図に示した位置から軸を
中心に回転して９０度ずらすと、傾きの角度と分子配向
状態との関係が第１図との場合と丁度法になる。すなわ
ち、回転軸方向と蒸着方向とのなす角度を６０度程度と
すると放射状の分子配向が得られ、８５度程度とすると
同心円状の分子配向が得られる。なお、基板の回覧の速
度を周期的に可変することにより液晶分子の基板に対す
る傾きの角度を制御することも可能である。また、真空
蒸着法の代わりにイオンビーム照射法やスパッタリング
法などを用いても同様の効果を得ることが可能である。

なお、本実施例によって液晶分子の配向方向が同心円状
になるようにすると、レンズ°の形状をした基板を用い
た場合には液晶分子は曲面状の壁面に沿って中心対称的
に配向することになるため配向の場所的な不均一さがな
くなり、液晶セル全域で均一な分子配向状態が得られる
。

すなわち動作状態においても液晶分子配向特性が均一で
あって光学的特性の優れた焦点距離可変レンズを提供す
ることができる。

一方、第５図に示すように液晶分子を液晶セルの中央部
から周辺部へ向って放射状に配向させても同様に中心対
称となり、曲面状の壁面に沿って一様な分子配向状態を
得ることができる。

また、平行平面構造の液晶セルにおいて、一方の基板で
は同心円状の分子配向状態とし、他方の基板では放射状
の液晶分子配向状態となるような液晶セルを構成し、同
心円状または放射状の偏光成分のみを通すような２枚の
偏光板の間に挿入するとＴＮ液晶セルと同様の光学的特
性を示す液晶セルが得られる。この場合には液晶分子の
配向方向が中心対称となっているため、視角特性の優れ
た表示装置に応用することができる。

なお、本実施例による液晶分子配向方法は液晶によるレ
ンズやＴＮ液晶セルなどに限定されるものではなくゲス
ト・ホスト型液晶セルや電界効果型のネマティック液晶
セル、コレステリック液晶、液晶分子を２７０度ねじっ
て配向しているＳＢＥ液晶や強誘電性液晶を用いた各種
の液晶装置などにももちろん適用することが可能である
。

〔効果〕

以上の様に構成された本発明は、液晶セルを構成する基
板を蒸着源の方向に対して所要角度θだけ傾けて回転さ
せ、スリットを設けた遮蔽板を介して前記基板を蒸着す
るものであるから、訊基板に入射する蒸着物質の領域を
遮蔽板により制限することができる。従って、曲記角度
θの選択により液晶分子の配向方向を変化させることが
でき、結果的には液晶分子を同心円状又は放射状に配向
させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の詳細な説明するためのもので第１図は本
発明の主要部である基板を回転させながら一定の形状の
スリットを有する遮蔽板を通して真空斜方蒸着を行なう
方法による同心円状または放射状となる液晶分子配向方
法の１′：Ａ施例の構成図で、第２図は従来の液晶分子
配向方法により液晶分子を１方向に平行に配向させた場
合のレンズの形状をした液晶セルにおける液晶分子の配
向方向を示したものである。第３図は従来の液晶分子配
向方法により作成したレンズの形状をした液晶セルにお
ける場合で、図で中心部や斜線で示した領域以外では液
晶分子の配向状態が乱れ易いことを示したものである。 第４図は同心円状の分子配向を取る場合の液晶分子の配
向方向をｆ：ｔＳ５図は放射状の分子配向を取る場合の
配向方向を示したものである。第２図、ｆＸＳ４図、第
５図で矢印は液晶分子の配向方向を示す。 １・・・回転装置　　　２・・・基板 ３・・・遮蔽板　　　　４・・・スリット訃・・蒸着源
　　　　６・・化−ター 特許出願人　　株式会社　ノエス 図面の浄壱（内でｒｉ、：変更なし） 第２図　　　第３図 第４図　　　　第５図 手続補正ＩＦ（方式） ％式％ １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第２２８４１４
号２、発明の名称　　　液晶分子配向方法３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 秋田県横手市金沢中野字蛭沢７９４番地の１株式会社ソ
エス 代表取締役　石　井　陛　光 ４、代理人 〒１１１（電）８６２−４９７７（代）東京都台東区蔵
ｎｔｆ　３丁目１番４号パンダイ蔵前ビル２Ｗｔ ５、補正命令の日付 昭和６１年１月２８０（発送日） ６、補正の対象　図　　　面 ７、補正の内容 別紙の通り図面を浄書しました。内容に変更ありません
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶セルを構成する基板を回転させながら酸化物又はフ
   ッ化物を斜方蒸着させることによって液晶分子を配向す
   る方法において、該基板を蒸着源の方向に対して所要角
   度傾けて回転させ、適宜の開口形状のスリットを有する
   遮蔽板を介して前記基板に酸化物又はフッ化物を蒸着さ
   せることにより、液晶セル内で液晶分子をその長軸方向
   を同心円状又は放射状にそろえて配向させることを特徴
   とする液晶分子配向方法。