JPS6364027A - 強誘電性液晶の配向処理方法 - Google Patents

強誘電性液晶の配向処理方法

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JPS6364027A
JPS6364027A JP20797986A JP20797986A JPS6364027A JP S6364027 A JPS6364027 A JP S6364027A JP 20797986 A JP20797986 A JP 20797986A JP 20797986 A JP20797986 A JP 20797986A JP S6364027 A JPS6364027 A JP S6364027A
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JP
Japan
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liquid crystal
alignment
rubbing
ferroelectric liquid
orientation
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JP20797986A
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English (en)
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Shinjiro Okada
伸二郎 岡田
Hideyuki Kawagishi
秀行 河岸
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Canon Inc
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Canon Inc
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133784Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by rubbing

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] 本発用は、強誘電性液晶の配向処理方法に関するもので
ある。
[従来の技術] 従来、液晶分子の配向処理方式においては、基板面に、
例えばポリイミド(PI) 、ポリビニルアルコール(
PVA)等の有機配向膜を400A 〜2000Aの厚
さに形成して、その上を約1.1mmの毛を植毛した布
で一方向にこする方式(ラビング方式)が広く行われて
いた。
しかし、この方法では、作業上、ゴミの発生を防ぐこと
ができず、さらにラビング中に、植毛の中に入ったゴミ
などにより配向膜面を必要以上にキズな付けたりするた
めに、特に強誘電性液晶の場合には均一な配向を得るこ
とが困難てあった。
[充用か解決しようとする問題点] 本発明はこの様な従来の有機配向S等を用いて、その上
を春てラビングすることにより液晶分子に方向性を付与
する方法において、発生するゴミにより配向面か傷つき
やすい欠点を改良し、配向面をゴム、プラスチックス等
の配向処理物質で押圧またはJ?擦することにより、配
向面を平滑に改質し、強誘電性液晶を均一に配列せしめ
る配向処理方法を提供することを目的とするものである
[問題点を解決するための手段] 即ち、本発明は強誘電性液晶素子の配向処理方法に3い
て、液晶分子配向面を配向膜物質と少なくとも同程度以
上の硬度を有する配向処理物質て、押圧またはJg擦す
ることを特徴とする強誘電性液晶の配向処理方法である
以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の強誘電性液晶の配向処理方法に使用す
る装置の一例を示す説明図である。同第1図において、
本発明の配向処理方法はガラス基板3の上にパターニン
グされた透明型fi (ITO)4を設け、さらにその
上にPI、 PVA等の有機物質からなる配向膜5をコ
ーティングしてなる液晶基板8を移動台7に装着し、該
移動台7をテーブル移動用モーター6で水平方向に左右
に移動せしめ、前記配向膜5の表面を連設した植毛布ラ
ビング用ローラーlと摩擦用ローラー2により、まず従
来のようなラビング用植毛布(ナイロン、アセテート等
の植毛布)で一定のラビング処理を行ってから、次に配
向膜5と接触する表面が配向処理′S賀からなる摩擦用
ローラー7によって摩擦する方法である。
第2図は本発明の配向処理方法の他の例を示す説明図で
あり、前記第1図における植毛布ラビング用ローラーを
使用しないで、直接摩擦ローラー2て配向I!!5を摩
擦する方法である。
本発明において、配向処理物質は配向I!2物質と少な
くとも同程度以上の硬度を有する物質か用いられ、例え
ばシリコーンゴム等のゴム、テフロン、ポリエチレン等
のプラスチックスが挙げられるゆ また、配向膜と接触する配向処理物質の表面は凸部の高
さ又は四部の深さか100.■以下となっている精度で
平滑化されていることが望ましく、具体的には配向膜面
を複数回こすることにより、面積で90%以上の部分と
接触するぐらいか望ましい。
また、本発明において、配向膜は上記の有機膜に限定さ
れることなく、SiO等の一部の無機膜等ても有効に配
向処理を行うことかできる。
次に、第3図は本発明の配向処理方法のさらに別の例を
示す説明図であり、6個の摩擦ローラー2a〜2[をゴ
ムもしくはプラスチックス等の物質を用いて、その表面
に細くストライプ状の溝を構成して、液晶基板8の有機
物質からなる配向膜5をJ”?擦する方法である。
この場合、ストライブのピッチ自体は 100g5位で
も複数回摩擦することによって液晶分子の配向を達成す
ることができる。
さらに、第4図は本発明の別の例を示す説明図であり、
シリコンゴムの表面を平滑化して形成した押型9を、電
磁弁11により作動するシリンダー10により配向膜5
の上に押圧することにより配向処理を行う方法である。
押圧する圧力は基板の種類により異なるか、通常0.4
g/cm” 〜150kg/cm2.好ましくは0.1
kg/cm2〜2 kg/cm2か望ましい。
本発明においては液晶分子配向面を植毛布等の布でζす
る等のラビング処理の前後もしくはその一方において配
向処理物質で押圧または摩擦することができる。
また表面にストライプ状の溝を形成したゴム、プラスチ
ックス等の配向処理物質て、該ストライプ状の溝を液晶
分子配向面に対して上下もしくは左右に若干距離をずら
しながら複数回押圧または摩擦を行うことかてきる。
尚、液晶分子配向面とは配向膜または基板面の液晶分子
と接触する面を言う。
次に、本発明で用いる強誘電性液晶としては、加えられ
る電界に応じて第一の光学的安定状態と第二の光学的安
定状態とのいずれかを取る、すなわち電界に対する双安
定状態を有する物質、特にこのような性質を有する液晶
が用いられる。
本発明で用いることかてきる双安定性を有する強誘電性
液晶としては、強誘電性を有するカイラルスメクティッ
ク液晶か最も好ましく、そのうちカイラルスメクティッ
クC相 (Sac”) 、又H相(Sall”)の液晶
が適している。この強誘電性液晶については、“ル・ジ
ュールナル・ド・フィジーク・ルチール” (“LE 
JOl、’RNAL DE PHYSIQUELETT
El?S”) 1975年、 31i (L−69)号
、「フェロエレクトリック・リキッド・クリスタルス」
(r Ferroelectric Liquid C
rystals J );“アプライド・フィジックス
・レターズ” (“Appliedphysics L
etters”) 1980年、 36 (11)号、
「サブミクロ・ヤカントーハイステイブル・エレクトロ
オブチック・スイッチング・イン・リキッド・クリスタ
ルスJ  (r Submicrc 5econd B
15tableElectrooptic Switc
hing in Liquid Crystals’)
;“固体物理”1981年、長(141)号、「液晶」
等に記載されており、本発明ではこれらに開示された強
誘電性液晶を用いることができる。
より具体的には、本発明法に用いられる強誘電性液晶化
合物の例としては、デシロキシへンジリデンーp′−ア
ミノー2−メチルブチルシンナメート(DOBAMBG
) 、ヘキシルオキシベン゛ジリデン−p′−アミノ−
2−クロロプロピルシンナメート()IOBACPC)
および4−o−(2−メチル)−ブチルレゾルシリダン
−4′−オクチルアニリン(MBRA 8)等が挙げら
れる。
これらの材料を用いて、素子を構成する場合、液晶化合
物がS厘り″相又はSm)!”相となるような温度状態
に保持する為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込ま
れた銅ブロック等により支持することができる。
第5図は、強誘電性液晶セルの例を模式的に描いたもの
である。 21aと21bは、In20z 、 511
02やITO(Indium−Tin−Oxide)等
の透明電極がコートされた基板(ガラス板)であり、そ
の間に液晶分子層22がガラス面に垂直になるよう配向
した5taC”相の液晶が封入されている。太線で示し
た線23か液晶分子を表わしており、この液晶分子23
は、その分子に直交した方向に双極子モーメント(Pよ
)24を有している。基板21aと21b上の電極間に
一定の閾値以上の電圧を印加すると、液晶分子23のら
せん構造がほどけ、双極子モーメント(P工)24はす
べて電界方向へ向くよう、液晶分子23の配向方向を変
えることがてきる。液晶分子23は細長い形状を有して
おり、その長袖方向と短軸方向で屈折率異方性を示し、
従って、例えばガラス面の上下に互いにクロスニコルの
位置関係に配置した偏光子を置けば、電圧印加極性によ
って光学特性が変わる液晶光学変調素子となることは、
容易に理解される。さらに液晶セルの厚さを充分に薄く
した場合(例えばIg)には、第6図に示すように電界
を印加していない状態でも、液晶分子のらせん構造は、
はどけ(非らせん構造)、その双極子モーメントPa又
はpbは上向き(:+4a)又は下向き(34b)のど
ちらかの状態をとる。このようなセルに第6図に示す如
く一定の閾値以上の極性の異なる電界Ea又はEbを所
定時間付与すると、双極子モーメントは電界Ea又はE
bの電界ベクトルに対応して上向き34a又は、下向き
34bと向きを変え、それに応じて液晶分子は第1の安
定状態33aかあるいは第2の安定状態33bのいずれ
か一方に配向する。
このような強誘電性液晶を光学変調素子として用いるこ
との利点は2つある。第1に、応答速度が極めて速いこ
と、第2に液晶分子の配向か双安定状態を有することで
ある。第2の点を例えば第6図によって説明すると、電
界Eaを印加すると液晶分子は第1の安定状態33aに
配向するが、この状態は電界を切っても安定である。ま
た、逆向きの電界Ebを印加すると、液晶分子は第2の
安定状$ 33bに配向して、その分子の向きを変える
か、やはり電界を切ってもこの状態に留まっている。
又、与える電界Ea、 Ebが一定の閾値を越えない限
り、それぞれの配向状態にやはり維持されている。この
ような応答速度の速さと、双安定性か有効に実現される
には、セルとしては出来るだけ薄い方が好ましく、一般
的には、0.5鉢〜20ル、特にtg〜5鉢か適してい
る。この種の強誘電性液晶を用いたマトリクス電極構造
を有する液晶−電気光学装置は、例えばクラークとラガ
ハルにより、米国特許第4367924号明細書で提案
されている。
[作用] 本発明は、液晶分子配向面を配向膜物質と少なくとも同
程度以上の硬度を有する配向処理物質で、押圧または摩
擦して配向処理を行うことにより、従来の植毛布等を使
用する場合の様に配向膜にゴミか付着したり傷がつくこ
とかなく、均質な配向面を形成することかできると共に
強誘電性液晶分子を均一に配列せしめることができるも
のと推定される。
[実施例] 次に、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例1 第1図に示す装置を使用して配向処理を行った。
植毛布ラビング用ローラー1にはアセテートの植毛布を
、また摩擦ローラー2にはシリコンゴムからなり、表面
の凸部か約80μ■に平滑されているものを使用した。
たて 350龍−1よこ 300o+諺、厚さ 1.1
m−のガラス基板上に透明電極([TO)のバターニン
グを行い、ポリイミド(東し製、5P−510)樹脂を
100OAの厚みでコーティングした液晶基板を、移動
台7の上にのせて、161■/secの速度で移動して
、毛先が0.2層−の長さでガラス基板と接触するよう
な条件で植毛布ラビング用ローラーlを11000rp
の回転数で回転して従来のラビングをほどこした後に、
摩擦ローラー2を用いて10rp−で約500g/cm
2の加重で摩擦を行った。工程回数は4往復行った。
その結果、強誘電性液晶であるチッソ社製のrcsll
olJを注入したところ、良好な配向状態か得られた。
実施例2 第2図に示す方法で、実施例1で用いたのと同様の基板
および摩擦用ローラーを使用して、基板を16m+*/
secの速度で移動して、500rpmで500g/c
m”の加重を加え10分間摩擦を行った。
その結果、強誘電性液晶であるチッソ社製のrcsll
olJを注入したところ、良好な配向状態が得られた。
実施例3 第3図に示す方法で、約100μ曹ピツチで、凸凹を形
成した摩擦用ローラー6本を縦続接続し、実施例2と同
様の条件で配向処理を行った。
その結果、強誘電性液晶であるチ・ンソ社製のr C5
I 101 Jを注入したところ、良好な配向状態が得
られた。
実施例4 第4図に示す方法で、実施例1で用いたのと同様の基板
を使用し、表面の凹部か80μ■となっている平滑性を
有するシリコンゴムの押型な用いて、押型なヒーターで
 100℃に加熱して、 500g/c膳2の押圧で1
0回押しつけた。
その結果、強誘電性液晶であるチッソ社製のr C3l
IOIJを注入したところ、良好な配向状態が得られた
[発明の効果] 以上説明した様に本発明の配向処理方法は、液晶分子配
向面にゴミが付着したり、傷が付いたりすることがなく
、平滑に改質することかでき、また強誘電性液晶分子を
均一に配列せしめることができる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の強誘電性液晶の配向処理方法に使用す
る装置の1例を示す説明図、第2図〜第4図は各々本発
明の配向処理方法を示す説明図、第5図はらせん構造の
強誘電性液晶を用いた液晶素子を模式的に表わす斜視図
および第6図は非らせん構造の強誘電性液晶を用いた液
晶素子を模式的に表わす斜視図である。 1−・・植毛布ラビング用ローラー 2.2a〜2f−・・摩擦用ローラー 3・・・ガラス基板 4・・・透明電極 5・・・配向膜 6・・・テーブル移動用モーター 7・・・移動台 8・・・液晶基板 9・・・押型 10・・・シリンダー 11・・・電磁弁 12・・・ヒーター 21a、21b −=基板 22・・・液晶分子層 23・・・液晶分子 24−・・双極子モーメント 33a−−−第1の安定状態 33b・・・第2の安定状態 34a −・・上向き双極子モーメント34b・・・下
向き双極子モーメント Ea、Eb・・・電界

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)強誘電性液晶素子の配向処理方法において、液晶
    分子配向面を配向膜物質と少なくとも同程度以上の硬度
    を有する配向処理物質で、押圧または摩擦することを特
    徴とする強誘電性液晶の配向処理方法。
  2. (2)液晶分子配向面を植毛布等の布でこする等のラビ
    ング処理の前後もしくは少なくともその一方において、
    配向処理物質で押圧または摩擦する特許請求の範囲第1
    項記載の配向処理方法。
  3. (3)表面にストライプ状の溝を形成したゴム、プラス
    チックス等の配向処理物質で、ストライプ状の溝を液晶
    分子配向面に対して垂直な方向に上下もしくは左右に若
    干距離をずらしながら複数回、押圧または摩擦を行う特
    許請求の範囲第1項記載の配向処理方法。
  4. (4)液晶分子配向面に複数個連続して設けた配向処理
    物質を接触して押圧または摩擦する特許請求の範囲第1
    項乃至第3項のいずれかの項記載の配向処理方法。
JP20797986A 1986-09-05 1986-09-05 強誘電性液晶の配向処理方法 Pending JPS6364027A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0336321A2 (en) * 1988-04-04 1989-10-11 Idemitsu Kosan Company Limited Process for producing liquid crystal optical device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0336321A2 (en) * 1988-04-04 1989-10-11 Idemitsu Kosan Company Limited Process for producing liquid crystal optical device
EP0336321A3 (en) * 1988-04-04 1990-09-26 Idemitsu Kosan Company Limited Process for producing liquid crystal optical device

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