WO2018105478A1 - 液晶光配向用フォトマスク、光配向装置、光配向方法 - Google Patents
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- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
Definitions
- the present invention relates to a photomask for liquid crystal photoalignment, a photoalignment apparatus using the photomask, and a photoalignment method.
- the alignment method of liquid crystal molecules is an extremely important technology that affects the performance and quality of products in the production of parts or devices using liquid crystal materials such as liquid crystal panels, optical compensation films, and optical conversion devices.
- One alignment method is rubbing. In the rubbing process, the surface of the polymer film (alignment film) formed on the substrate is given anisotropy by rubbing the surface with a cloth material in a specific direction. Has been adopted.
- the rubbing treatment is an effective alignment method, but there are problems of yield reduction due to electrostatic breakdown of the alignment film surface and generation of dust.
- a photo-alignment method has been proposed as an alignment method capable of solving this problem and obtaining a finer resolution, and has recently been adopted in mass production processes such as liquid crystal panels.
- the photo-alignment method irradiates polarized ultraviolet rays onto the photosensitive polymer film (alignment film), and rotates 90 ° with respect to the polarization axis direction according to the photosensitive characteristics of the irradiated photosensitive polymer film. Alternatively, in the parallel direction, anisotropy is generated on the surface of the alignment film to impart liquid crystal alignment ability.
- the light applied to the alignment film for photo-alignment is ultraviolet light having a wavelength of 240 nm to 300 nm and UV polarized light having an extinction ratio of 15: 1 or more.
- a wire grid polarizer or the like in which the grid is formed of titanium oxide (TiOx) and the grid pitch is about 100 to 150 nm is used (see Patent Document 1 below). ).
- the wire grid type polarizer needs to have a grid pitch that is considerably narrower than the wavelength of light to be transmitted, so that it is extremely difficult to manufacture when using ultraviolet light having a short wavelength.
- the surface change that occurs when UV-polarized light is irradiated onto a photopolymer film (alignment film) and the phenomenon of alignment regulation force generation for aligning liquid crystal molecules (the mechanism of liquid crystal molecule alignment by UV-polarized irradiation) are academic.
- the correlation between the characteristic specifications of the optical elements that produce UV polarized light (Wire Grid, etc.) and the alignment of the liquid crystal is the result of changes in the design of optical characteristics conditions due to the conventional manufacturing method of the optical elements (Wire Polarized Wire Grid).
- the correlation is rarely expressed.
- facilities and processes for obtaining UV polarized light with a higher degree of polarization are being accelerated to the demand for improving the characteristics of optical elements with better characteristics, and the productivity of parts and equipment using liquid crystal materials It was a big burden to improve.
- the present invention aims to deal with such a situation, and proposes a photo-alignment method different from the UV polarization alignment exposure method by introducing new knowledge on photo-alignment. Therefore, it is intended to reduce equipment costs, improve productivity, improve product performance, and the like.
- the present invention has the following configuration.
- a photomask for liquid crystal photo-alignment comprising a plurality of slit openings for irradiating the alignment film with light, wherein the plurality of slit openings are arranged such that the boundary line between the light irradiation region and the light-shielding region on the alignment film surface in a specific direction
- a liquid crystal photo-alignment photomask comprising a plurality of linear edges formed along the pitch and having a pitch interval for transmitting at least ultraviolet light in a non-polarized state.
- a plurality of slit openings for irradiating the alignment film with light, and the plurality of slit openings form a boundary line between the light irradiation region and the light shielding region on the alignment film surface along a specific direction.
- a liquid crystal photo-alignment photomask having a pitch interval that transmits at least ultraviolet light in a non-polarized state, and parallel or perpendicular to the boundary line on the alignment film formed by the linear edges.
- the liquid crystal molecules on the alignment film are aligned in the direction of the boundary line. It is based on the new knowledge in photo-alignment that it is aligned along.
- the light irradiating the alignment film at this time does not need to be UV-polarized light. If a plurality of boundary lines are arranged at a predetermined interval, the liquid crystal molecules on the alignment film can be aligned parallel or perpendicular thereto.
- the photomask for liquid crystal photo-alignment of the present invention a photo-alignment apparatus using the photo-mask, and a photo-alignment method, it is possible to perform photo-alignment by irradiating the alignment film with non-polarized light. It is not necessary to use expensive optical components as in Thereby, in the production of parts and devices using a liquid crystal material, it is possible to reduce equipment costs, improve productivity, improve product performance, and the like.
- FIG. 1 shows a photomask for liquid crystal photo-alignment according to an embodiment of the present invention, and an encircled portion by a dashed line in the drawing shows a partially enlarged view.
- the photomask for liquid crystal photo-alignment 1 includes a plurality of slit openings 1A for irradiating light to an alignment film (not shown). Further, the liquid crystal photo-alignment photomask 1 includes a plurality of linear light shielding portions 1B in order to arrange a plurality of slit openings 1A.
- the slit opening 1A includes a plurality of linear edges 1e that form a boundary line between the light irradiation region and the light shielding region along a specific direction on the surface of the alignment film, and transmits at least ultraviolet light in an unpolarized state. It has a pitch interval P.
- the linear edges 1e formed by the slit openings 1A are arranged in parallel. It is also possible to change the ratio of S: L so as to give the desired liquid crystal orientation.
- the photomask 1 for liquid crystal photo-alignment can be obtained by forming a light-shielding portion 1B on a substrate 10 that transmits light in the photosensitive wavelength region of the photosensitive polymer material of the alignment film. It can.
- the light shielding part 1B forms a pattern by a photolithographic process or the like by forming a light shielding material (for example, a chromium-based material) of a general photomask.
- FIG. 3 shows the extinction ratio when the pitch interval P of the liquid crystal photo-alignment photomask 1 is changed for each wavelength of light to be irradiated. From the graph shown, the pitch interval is 350 nm or more (preferably 400 nm or more) in order to obtain a non-polarized state (extinction ratio of 1 or less) in the ultraviolet wavelength range (254 nm and 365 nm which are typical exposure photosensitive wavelengths). ) Designed.
- FIG. 4 shows a photo-alignment method using the photomask 1 for liquid crystal photo-alignment.
- the light emitted from the light source unit 20 is transmitted through the photomask 1 for liquid crystal photo alignment. 12 surfaces are irradiated.
- the light that has passed through the slit opening 1A of the liquid crystal photo-alignment photomask 1 is non-polarized light, and is irradiated onto the surface of the alignment film 12 so that the surface of the alignment film 12 is shielded from the light irradiation region T.
- a boundary line G with the region R is formed.
- the boundary line G is formed linearly along the linear edges 1e in the plurality of slit openings 1A, and the alignment line 12 causes the anisotropy for aligning liquid crystal molecules by the boundary line G. Is applied to the surface.
- the alignment film 12 in which a plurality of such linear boundary lines G are formed in a specific direction at predetermined intervals can align liquid crystal molecules in contact with the surface along the extending direction of the boundary line G.
- liquid crystal molecules on the boundary line G are aligned along the boundary line G.
- liquid crystal molecules that are not on the boundary line G are also on the boundary line G.
- the liquid crystal molecules are aligned in the same direction so as to be dragged in the direction of the liquid crystal molecules.
- the phenomenon of such photo-alignment is that the light irradiated on the surface of the alignment film 12 is in a non-polarized state, so that the alignment mechanism is different from the conventional photo-alignment in which anisotropy is caused in the alignment film by the polarization component of light. Is different.
- the physical or chemical anisotropy on the boundary line G between the light irradiation region T and the light-shielding region R formed by the linear edge 1e included in the photomask 1 for liquid crystal photo-alignment is It is considered that the liquid crystal molecules are aligned, and in that sense, a phenomenon equivalent to the rubbing process is realized in a non-contact manner.
- the wavelength of the light applied to the alignment film 12 may be any wavelength as long as it is the photosensitive wavelength of the photosensitive polymer film to be the alignment film 12.
- various photosensitive polymer materials for example, decomposable polyimide
- photo-alignment can be used as the material of the alignment film 12.
- FIG. 5 shows a photo-alignment apparatus using the photomask 1 for liquid crystal photo-alignment.
- the photo-alignment apparatus 100 uses a liquid crystal photo-alignment photomask 1 described above, a light source unit 20 that irradiates light to the alignment film 21 through the liquid crystal photo-alignment photomask 1, and a substrate 11 that includes the alignment film 12. And a substrate holder 30 that holds the photo-alignment photomask 1 facing the photomask 1.
- a scanning mechanism 40 that moves the substrate holding unit 30 relative to the light source unit 20 in the direction indicated by the arrow is provided. The illustrated scanning mechanism 40 moves the substrate holding unit 30 with respect to the stationary light source unit 20. On the contrary, the scanning mechanism 40 moves the light source unit 20 with respect to the stationary substrate holding unit 30. Also good.
- the photomask for liquid crystal photo-alignment is scanned while relatively scanning the substrate holding unit 30 or the light source unit 20 along the direction of the linear edge 1e of the photomask for liquid crystal photo-alignment 1.
- the boundary line G described above can be formed on the alignment film 12 along the scan direction.
- the light source unit 20 includes a light emitting member (lamp) 21 that is long in one direction and a reflecting member 22 that reflects light emitted from the light emitting member 21 toward the photomask 1 for liquid crystal light alignment.
- the light emitting member 21 here is extended in the longitudinal direction along the linear edge 1e of the photomask 1 for liquid crystal light alignment.
- the reflecting member 22 has a certain concave cross section along the longitudinal direction of the light emitting member 21 (see FIG. 4).
- FIG. 6 shows another configuration example of the photomask 1 for liquid crystal photo-alignment.
- the pattern of the slit openings 1A of the photomask for liquid crystal photo-alignment 1 is changed, but the same as the above-described example in that a plurality of linear edges 1e are arranged in parallel.
- a plurality of linear edges 1e are divided for each set length.
- FIG. 7 (a) shows the anisotropy (retardation) characteristics of the film on the substrate subjected to the photo-alignment treatment with the same exposure amount.
- FIG. 7B shows a test cell formed on the substrate subjected to the photo-alignment treatment of the example and the comparative example, and the black luminance level (value contributing to the contrast of the liquid crystal panel) of each test cell was compared.
- the test cell of the example is about 40%, but optical anisotropy occurs. I was able to confirm.
- FIG. 7C is a comparison result showing the display pattern burn-in of the test cell (which contributes to the reliability of the liquid crystal panel).
- the vertical axis in the figure is a numerical representation of the degree of display unevenness.
- T ′ / T indicates the amount of change before and after stress (T ′: luminance after aging in a stress area, T: luminance after aging in a non-stress area), and it can be said that 1.20 or less is an acceptable level.
- White voltage is applied in a normally black (black display when no voltage is applied) panel, and voltage is applied. Relaxation is restored when the display is returned to the full screen black display. It is in the state.
- the display unevenness immediately after the white voltage is applied is stronger in the example than in the comparative example, but when the predetermined relaxation time elapses, the display unevenness of both is at the same level.
- the cause is considered to be that the alignment regulating force of the example is lower than that of the comparative example, but it can be improved by setting the exposure amount and the pitch interval P to appropriate values.
- a non-contact alignment process that does not require UV polarization can be realized by using the photomask 1 for liquid crystal light alignment according to the embodiment of the present invention. This eliminates the problem of yield loss due to electrostatic breakdown and dust generation on the alignment film surface in the rubbing process, and further eliminates the need for expensive equipment such as a wire grid polarizer, thereby reducing equipment costs. Become.
- the photomask for liquid crystal photo-alignment 1 since the photomask for liquid crystal photo-alignment 1 according to the embodiment of the present invention has a relatively wide aperture width, the amount of light emitted from the same light source is increased compared to the case of irradiating with UV polarized light. be able to. As a result, the productivity can be improved and the load on the light source can be reduced to extend the life of the apparatus and reduce the amount of heat generation and power consumption.
- the design of the alignment pattern can be arbitrarily changed simply by changing the pattern of the slit opening 1A of the photomask 1 for liquid crystal photo-alignment, thus simplifying the performance improvement of parts and devices using liquid crystal materials. Can be realized.
- 1 liquid crystal photo-alignment photomask
- 1A slit opening
- 1B light shielding part
- 1e linear edge
- 10, 11 substrate
- 12 alignment film
- T light irradiation region
- R light shielding region
- G boundary line
- 20 light source unit
- 21 light emitting member
- 22 reflecting member
- 30 Substrate holder
- 40 Scan mechanism
- 100 Optical alignment device.
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Abstract
ＵＶ偏光を必要としない光配向法を提案する。液晶光配向用フォトマスク１は、配向膜に光を照射する複数のスリット開口部１Ａを備え、複数のスリット開口部１Ａは、配向膜表面に光照射領域と遮光領域との境界線を特定方向に沿って形成する複数の線状エッジ１ｅを備えると共に、少なくとも紫外光を無偏光状態で透過させるピッチ間隔Ｐを有する。
Description
本発明は、液晶光配向用フォトマスク、これを用いた光配向装置、光配向方法に関するものである。
液晶分子の配向法は、液晶パネル、光学補償フィルム、光学変換デバイスなど、液晶材料を用いた部品又は装置の製造において、製品の性能や品質を左右する極めて重要な技術である。配向法の一つには、ラビング処理がある。ラビング処理は、基板上に形成された高分子膜（配向膜）の表面を布材などで特定方向に擦ることにより、表面に異方性を付与するものであり、液晶パネルの量産工程で一般に採用されてきた。
ラビング処理は、効果的な配向法ではあるが、配向膜表面の静電破壊やダスト発生による歩留まり低下の問題がある。この問題を解消でき且つより精細な解像度が得られる配向法として、光配向法が提案されており、近年は液晶パネルなどの量産工程で採用されている。
光配向法は、偏光の紫外線を感光性高分子膜（配向膜）上に照射することにより、その照射される感光性高分子膜の感光特性に応じ、偏光軸方向に対して９０°回転方向、または、平行方向に、配向膜表面に異方性を発生させて液晶配向能を付与するものである。光配向のために配向膜に照射される光は、波長２４０ｎｍ～３００ｎｍの紫外光であり、且つ、消光比が１５：１以上のＵＶ偏光である。このようなＵＶ偏光を得るためには、グリッドを酸化チタン（ＴｉＯｘ）により形成し、グリッドのピッチを１００～１５０ｎｍ程度にした、ワイヤーグリッド型偏光子などが用いられている（下記特許文献１参照）。
前述した従来の光配向法は、消光比の高い偏光の紫外光を配向膜に照射することが必要条件とされており、このＵＶ偏光を得るために、高価且つ製作困難なワイヤーグリッド型偏光子などの光学部品を用いることが不可欠とされていた。特に、ワイヤーグリッド型偏光子は、透過する光の波長よりグリッドのピッチをかなり狭くする必要があるので、波長の短い紫外光を用いる場合には製作が極めて困難になる。
一方、紫外線偏光を感光性高分子膜（配向膜）に照射した場合に生じる表面の変化と液晶分子を並べるための配向規制力発生現象（ＵＶ偏光照射による液晶分子配向のメカニズム）は学術的に説明がなされいるが、ＵＶ偏光を作り出す光学素子（Wire Grid等）の特性仕様と液晶配向との相関は、その光学素子（ＵＶ偏光用Wire Grid）の従来ながらの製法による光学特性条件設計変更の困難さや、最終形である液晶パネルの特性までの一環した評価がされにくい環境にあり、その相関がはっきり語られることが少ない。このような背景により、より良い特性を持つ光学素子への特性改善要求へ偏重加速され、より偏光度の高いＵＶ偏光を得るための設備やプロセスが、液晶材料を用いた部品や装置の生産性を向上するための大きな負担になっていた。
本発明は、このような事情に対処することを課題としており、光配向に対して新たな知見を導入することで、ＵＶ偏光配向露光方式とは異なる光配向法を提案するものであり、これによって、設備コストの低減、生産性の向上、製品性能の改善等を図るものである。
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
配向膜に光を照射する複数のスリット開口部を備える液晶光配向用フォトマスクであって、前記複数のスリット開口部は、配向膜表面に光照射領域と遮光領域との境界線を特定方向に沿って形成する複数の線状エッジを備えると共に、少なくとも紫外光を無偏光状態で透過させるピッチ間隔を有することを特徴とする液晶光配向用フォトマスク。
配向膜に光を照射する複数のスリット開口部を備え、前記複数のスリット開口部が、配向膜表面に光照射領域と遮光領域との境界線を特定方向に沿って形成する複数の線状エッジを備えると共に、少なくとも紫外光を無偏光状態で透過させるピッチ間隔を有する液晶光配向用フォトマスクを用い、前記線状エッジが形成する配向膜上の前記境界線に平行又は垂直に、配向膜上の液晶分子を配向させることを特徴とする光配向方法。
本発明は、感光性高分子膜である配向膜上に、光照射領域と遮光領域との境界線を複数特定方向に形成した場合に、配向膜上の液晶分子が、その境界線の方向に沿って配向するという、光配向における新たに知見に基づくものである。この際に配向膜に照射する光は、ＵＶ偏光である必要は無く、境界線が所定の間隔で複数並んでいれば、それに平行又は垂直に配向膜上の液晶分子を配列することができる。
本発明の液晶光配向用フォトマスク、それを用いた光配向装置及び光配向方法によると、無偏光状態の光を配向膜に照射して光配向を行うことができるので、ワイヤーグリッド型偏光子のように高価な光学部品を用いる必要がない。これにより、液晶材料を用いた部品や装置の生産に際して、設備コストの低減、生産性の向上、製品性能の改善等を図ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る液晶光配向用フォトマスクを示し、図中の一点破線による囲みは部分的な拡大図を示している。液晶光配向用フォトマスク１は、図示省略している配向膜に光を照射する複数のスリット開口部１Ａを備えている。また、液晶光配向用フォトマスク１は、スリット開口部１Ａを複数配列するために線状の遮光部１Ｂを複数備えている。
そして、スリット開口部１Ａは、配向膜表面に光照射領域と遮光領域との境界線を特定方向に沿って形成する複数の線状エッジ１ｅを備えると共に、少なくとも紫外光を無偏光状態で透過させるピッチ間隔Ｐを有する。図示の例では、ピッチ間隔Ｐにおいて、スリット開口部１Ａの開口幅Ｓと遮光部１Ｂの遮光幅Ｌが、Ｓ：Ｌ＝１：１（Ｌ／Ｓ＝１）に設定されている。そして、スリット開口部１Ａによって形成される線状エッジ１ｅは平行に配列されている。また、所望の液晶配向性を持たせるようにＳ：Ｌの比率を変化させることも可能である。
また、液晶光配向用フォトマスク１は、図２に示すように、配向膜の感光性高分子材料の感光波長域の光を透過する基板１０上に遮光部１Ｂを形成することで得ることができる。遮光部１Ｂは、一般的なフォトマスクの遮光材料（例えば、クロム系材料）を成膜して、フォトリソ工程などでパターン形成する。
図３は、液晶光配向用フォトマスク１のピッチ間隔Ｐを変えた場合の消光比を、照射する光の波長毎に示している。図示のグラフから、紫外光の波長域（代表的な露光感光波長である２５４ｎｍ、３６５ｎｍ）で無偏光状態（消光比１以下）を得るためには、ピッチ間隔は３５０ｎｍ以上（好ましくは、４００ｎｍ以上）に設計される。
図４は、液晶光配向用フォトマスク１を用いた光配向方法を示している。基板１１上に成膜された配向膜（感光性高分子膜）１２に液晶配向能を付与するためには、光源部２０から出射された光を液晶光配向用フォトマスク１を介して配向膜１２の表面に照射する。液晶光配向用フォトマスク１のスリット開口部１Ａを通過した光は、無偏光状態の光であり、配向膜１２の表面に照射されることで、配向膜１２の表面に光照射領域Ｔと遮光領域Ｒとの境界線Ｇを形成する。この境界線Ｇは、複数のスリット開口部１Ａにおける線状エッジ１ｅに沿って線状に形成されることになり、この境界線Ｇによって、液晶分子を配向するための異方性が配向膜１２の表面に付与される。
このような線状の境界線Ｇが複数所定間隔で特定方向に向けて形成された配向膜１２は、その表面に接する液晶分子を境界線Ｇの延設方向に沿って配向することができる。この際、先ず境界線Ｇ上の液晶分子が境界線Ｇに沿って配向することになり、境界線Ｇを所定間隔で複数形成することで、境界線Ｇ上ではない液晶分子も境界線Ｇ上の液晶分子の向きに引き摺られるように、同方向に配向する。
このような光配向の現象は、配向膜１２の表面に照射される光が無偏光状態であるから、光の偏光成分によって配向膜に異方性を生じさせる従来の光配向とは配向メカニズムが異なっている。本発明による光配向法では、液晶光配向用フォトマスク１が備える線状エッジ１ｅによって形成される光照射領域Ｔと遮光領域Ｒとの境界線Ｇ上の物理的或いは化学的異方性によって、液晶分子が配向すると考えられ、その意味では、ラビング処理と同等の現象を非接触で実現している。
ここで、配向膜１２に照射する光の波長は、配向膜１２となる感光性高分子膜の感光波長であれば、どのような波長であってもよい。配向膜１２の材料も、従来の光配向に用いられる各種の感光性高分子材料（例えば、分解型ボリイミドなど）を用いることができる。
図５は、液晶光配向用フォトマスク１を用いた光配向装置を示している。この光配向装置１００は、前述した液晶光配向用フォトマスク１と、液晶光配向用フォトマスク１を介して配向膜２１に光を照射する光源部２０と、配向膜１２を備える基板１１を液晶光配向用フォトマスク１に対向して保持する基板保持部３０とを備える。また、光源部２０に対して基板保持部３０を図示矢印方向に相対的に移動させるスキャン機構４０を備える。図示のスキャン機構４０は、静止した光源部２０に対して基板保持部３０を移動させているが、それとは逆に、静止した基板保持部３０に対して光源部２０を移動させるものであってもよい。
このような光配向装置１００によると、液晶光配向用フォトマスク１の線状エッジ１ｅの方向に沿って、基板保持部３０又は光源部２０を相対的にスキャンしながら、液晶光配向用フォトマスク１を介して配向膜１２へ光照射を行うことで、前述した境界線Ｇをスキャン方向に沿って配向膜１２上に形成することができる。
光源部２０は、一方向に長い発光部材（ランプ）２１と、発光部材２１から出射する光を液晶光配向用フォトマスク１に向けて反射する反射部材２２とを備えている。ここでの発光部材２１は、液晶光配向用フォトマスク１の線状エッジ１ｅに沿った長手方向に延設されている。また、反射部材２２は、発光部材２１の長手方向に沿って一定の凹状断面を有している（図４参照）。このような光源部２０を備えることで、図４に示すように、反射部材２２によって線状エッジ１ｅと交差する方向に拡散する光が抑制され、配向膜１２上によりエッジの効いた境界線Ｇを形成することができる。これによって、より効果的に液晶分子を配向させることができる。
図６は、液晶光配向用フォトマスク１の他の構成例を示している。この例は、液晶光配向用フォトマスク１のスリット開口部１Ａのパターンを変えているが、複数の線状エッジ１ｅを平行に配列している点では前述した例と同様である。この例では、複数の線状エッジ１ｅが設定長さ毎に分断配置されている。このように分断配置された線状エッジ１ｅを備える液晶光配向用フォトマスク１を、前述したスキャン機構４０を備える光配向装置１００に適用すると、配向膜１２上により細密な境界線Ｇを形成することができる。これによって、より効果的に液晶分子を配向させることができる。
以下、本発明の実施例（実験例）を説明する。ここでは、下記表１に示す条件で、本発明の実施形態に係るフォトマスクを用いた光配向処理（実施例）とワイヤグリッドを用いた光配向処理（比較例）を行い、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す項目について比較した。
図７（ａ）には、同一露光量で光配向処理を施した基板上の膜の異方性（リタデーション）特性を示している。ワイヤーグリッドを用いて光配向処理を施した比較例は、高いリタデーションを示しているが、フォトマスクを用いて光配向処理を施した実施例に光学異方性が生じていることが確認できた。
図７（ｂ）は、実施例と比較例の光配向処理を施した基板でテストセルを作成し、各テストセルの黒輝度レベル（液晶パネルのコントラストに寄与する値）を比較した。ワイヤーグリッドを用いて光配向処理を施した比較例のテストセルの１／黒輝度を１００％基準として比較すると、実施例のテストセルは、４０％程度であるが、光学異方性が生じていることは確認できた。
図７（ｃ）は、テストセルの表示パターン焼き付き（液晶パネルの信頼性に寄与する）を示す比較結果である。図の縦軸は、表示ムラの程度を数値化したものである。Ｔ’／Ｔは、ストレス前後の変化量を示しており（Ｔ’：ストレスエリアにおけるエージング後の輝度、Ｔ：非ストレスエリアにおけるエージング後の輝度）、１．２０以下が合格レベルと言える。白電圧印加は、ノーマリーブラック（電圧無印加で黒表示）のパネルで、電圧を印加した状態であり、緩和は、全画面黒表示状態に戻した際に、焼き付いた表示パターンによるムラが消えた状態である。
図７（ｃ）においては、白電圧印加直後の表示ムラは、比較例に対して実施例が強いが、所定緩和時間を経過すると、両者の表示ムラは同レベルになっている。その要因としては、実施例の配向規制力が比較例に対して低い為と考えられるが、露光量やピッチ間隔Ｐの適正値にすることによって改善可能であると考えられる。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る液晶光配向用フォトマスク１を用いることで、ＵＶ偏光を必要としない非接触の配向処理を実現することができる。これによって、ラビング処理における配向膜表面の静電破壊やダスト発生による歩留まり低下の問題が解消され、更に、ワイヤーグリッド型偏光子などの高価な設備が不要になって、設備コストの低減が可能になる。
また、本発明の実施形態に係る液晶光配向用フォトマスク１は、比較的広い開口幅を有しているので、ＵＶ偏光を照射する場合と比較して、同一光源での照射光量を増加することができる。これによって、生産性の向上が可能になると共に、光源負荷を低減させて、装置寿命の延長、発熱量や消費電力の低減化が可能になる。
更には、液晶光配向用フォトマスク１のスリット開口部１Ａのパターンを変更するだけで、配向パターンの設計変更を任意に行うことができるので、液晶材料を用いた部品や装置の性能向上を簡易に実現することが可能になる。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
１：液晶光配向用フォトマスク，１Ａ：スリット開口部，１Ｂ：遮光部，
１ｅ：線状エッジ，１０，１１：基板，１２：配向膜，Ｔ：光照射領域，
Ｒ：遮光領域，Ｇ：境界線，２０：光源部，２１：発光部材，２２：反射部材，
３０：基板保持部，４０：スキャン機構，１００：光配向装置。
１ｅ：線状エッジ，１０，１１：基板，１２：配向膜，Ｔ：光照射領域，
Ｒ：遮光領域，Ｇ：境界線，２０：光源部，２１：発光部材，２２：反射部材，
３０：基板保持部，４０：スキャン機構，１００：光配向装置。
Claims (7)
- 配向膜に光を照射する複数のスリット開口部を備える液晶光配向用フォトマスクであって、
前記複数のスリット開口部は、配向膜表面に光照射領域と遮光領域との境界線を特定方向に沿って形成する複数の線状エッジを備えると共に、少なくとも紫外光を無偏光状態で透過させるピッチ間隔を有することを特徴とする液晶光配向用フォトマスク。 - 前記複数の線状エッジが平行に配列されていることを特徴とする請求項１記載の液晶光配向用フォトマスク。
- 前記複数の線状エッジが設定長さ毎に分断配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶光配向用フォトマスク。
- 請求項１～３のいずれか１項に記載された液晶光配向用フォトマスクと、
前記液晶光配向用フォトマスクを介して前記配向膜に光を照射する光源部と、
前記配向膜を備える基板を前記液晶光配向用フォトマスクに対向して保持する基板保持部とを備えることを特徴とする光配向装置。 - 前記光源部は、前記線状エッジに沿った長手方向に延びる発光部材と、前記長手方向に沿って一定の凹状断面を有して前記発光部材から出射する光を前記液晶光配向用フォトマスクに向けて反射する反射部材とを備えることを特徴とする請求項４記載の光配向装置。
- 前記基板保持部又は前記光源部を前記線状エッジの延設方向に沿って相対的に移動するスキャン機構を備えることを特徴とする請求項４又は５記載の光配向装置。
- 配向膜に光を照射する複数のスリット開口部を備え、前記複数のスリット開口部が、配向膜表面に光照射領域と遮光領域との境界線を特定方向に沿って形成する複数の線状エッジを備えると共に、少なくとも紫外光を無偏光状態で透過させるピッチ間隔を有する液晶光配向用フォトマスクを用い、
前記線状エッジが形成する配向膜上の前記境界線に平行又は垂直に、配向膜上の液晶分子を配向させることを特徴とする光配向方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2016238808A JP2020024236A (ja) | 2016-12-08 | 2016-12-08 | 液晶光配向用フォトマスク、光配向装置、光配向方法 |
| JP2016-238808 | 2016-12-08 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018105478A1 true WO2018105478A1 (ja) | 2018-06-14 |
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ID=62492029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2017/043009 WO2018105478A1 (ja) | 2016-12-08 | 2017-11-30 | 液晶光配向用フォトマスク、光配向装置、光配向方法 |
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| WO (1) | WO2018105478A1 (ja) |
Citations (5)
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| JP2003295188A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Jsr Corp | 光配向法および液晶表示素子 |
| WO2013157113A1 (ja) * | 2012-04-19 | 2013-10-24 | 信越エンジニアリング株式会社 | 光配向照射装置 |
| JP2015187731A (ja) * | 2010-07-26 | 2015-10-29 | エルジー・ケム・リミテッド | マスク及びこれを含む光学フィルタ製造装置 |
| JP2016027356A (ja) * | 2014-07-08 | 2016-02-18 | 大日本印刷株式会社 | 偏光子、積層基板、および光配向装置 |
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2016
- 2016-12-08 JP JP2016238808A patent/JP2020024236A/ja active Pending
-
2017
- 2017-11-30 WO PCT/JP2017/043009 patent/WO2018105478A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HISANO, K. ET AL.: "Direct induction of molecular alignment in liquid crystal polymer network film by photopolymerization", PROCEEDINGS OF SPIE, vol. 9940, no. 99400B, 23 September 2016 (2016-09-23), pages 1 - 7, XP060076875 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020024236A (ja) | 2020-02-13 |
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