JPS62123426A - 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ｎにおける液晶分子の配向ノｊ法に係
り、特に液晶分子の長軸方向を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り面への応用が可
能なことで知られている。これらの液晶装置は基本的に
は透明な導電性の液膜をコード口た２枚のガラス板又は
プラス千ツク板などの基板の間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′Ｔ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１ＴＥ、１α、平行、傾斜、ねじれ（ツィスト）、
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間
商法としては、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
ものて゛ある。

ところて゛、液晶分子を−Ｊｊ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上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、第２図に示すように、従来の液晶分子配向法のよ
うに液晶分子を一方向に平行にそろえるような分子配回
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方向と壁面の曲率の８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受因と
なっているゆ また、液晶分子が一力の基板では−Ｈ向に平行に配向し
ているが、池Ｊｊの基板に向って徐／Ｊ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９０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（’ｒＮ）液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（
ｒ”性が極めて強く、ある特定の角度でしか良好な視１
認性を得ることができない。

本発明者は上述の難点を党服するために、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
する方法がある。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５
９−２６１３９２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ｉｌ’ｃｉα
な方向を７１７１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ａＩＩＪや
金属等を蒸着すると、液晶分子−はＪｋ板而面で蒸着の
８位に垂直な方向に分子の比軸をそろえて配向し、−リ
ｊ８５度程度程度て蒸χｉ［ると蒸着力向の方位に平行
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、−，１：〕しかしなが
ら、ｊ）ｔに液晶セルを回転させなかＣ）綿布等で摩擦
する方法は、人間の手を介して実施されるので凍るたび
にその方向がずれたり、また個人差によってプレティル
ト角（基板表面に対して液晶分子の比軸の傾き角度）が
異なった配向状態になる問題＋ｅＫがあった。

また、真空蒸着法は、ベルツヤ−（真空容器）や真空ポ
ンプ等の設備が必要となり製造コストが高くなる問題点
がある。特に液晶レンズの様な比較的大きい基板を配向
処理する場合に第３いてその問題は顕著である。本発明
者はに述の問題点に留意し、精度の高い配向処理が可能
で製造コストの低い液晶分子配向方法を案出し、またＴ
Ｎ液晶セルの視角依存性を向上させる′Ｔ一段を提案す
るものである。

〔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６ので、液晶セル
を構成する基板を摩擦することによって液晶分子を配向
する方法において、この基板を連続的又は間欠的に回転
させ、摩擦用ローラーを回転させながらこの）？擦用ロ
ーラーを適宜の開（］形状のスリットを有する遮蔽板を
介して該基板に接触させるとともに、前記基板の回転の
中心部から周辺部へ、又は周辺部から中心部へと該接触
部を移動させることにより、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
板を連続的又は間欠的に回転させるととも１こ摩擦用ロ
ーラーをも回転させ、この摩擦用ローラーを適宜の開１
コ形状を右動る遮蔽板を介して該基板に接触させてこの
基板をラビングするものである。この際摩擦用ローラー
と液晶セルを構成動る基板の接触部を該基板の回転の中
心部から周辺部へ移動させるか、あるいは逆に周辺部か
ら該基板の回（の中心部へ移９ｈ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放射状に配向する
ことができる。なお、接触部の移動方法には摩擦用ロー
ラーの回転軸方向とばば１ｆｆ交する方向に該）７擦用
ローラーを移動させてもよく、液晶セルを構成する基板
の中心部から半径方向に該基板を移動させてもよい。

〔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
手段にモータを用いた第１の回転手段であり、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［」形状のスリット４が設けられて
いる。５は摩擦用ローラーであり、遮蔽板：）に形成さ
れたスリット４を介して基板２に接触するようになって
いる。摩擦用ローラー５に設けられた回転軸６の一端に
は第２の回転手段７が取り付けられており、他端には、
回転軸６を軸支する軸受けｆｆｌ５８が取すイ・１けら
れている。第２の回転手段７と軸受は部８にはそれぞれ
ローラー移動装置９，９が設けらｔじＣおり、第２の回
転手段７と軸受は部８をローラー移動用ガイドｔｏ、１
ｏ−ｉ−に移動させることができる。液晶セルを構成す
る基板２を第１の回転手段１１こより低速で図面の矢印
方向に回転させる。この回転速度は摩擦用ローラー５の
回転速度やローラー移動装置９，９の移動速度より十分
遅いことが望ましい。そして摩擦用ローラー５を第２の
回転手段により図面の矢印方向に回転させ、スリット４
を介して液晶セルを構成する基板２に接触させる。

摩擦用ローラー５の外周面には、本綿布、ティッシュペ
ーパー等のバルブ材が貼着されＣおり、これらがスリッ
ト４を介して基板２をラビングするものである。１なわ
ちスリット４は、摩擦用ローラー５が基板２をラビング
する領域を所望の範囲に制限するものである。さらに摩
擦用ローラー５は基板２をラビングしながら、ローラー
移動装置９により基板２の回転の中心部から半径方向に
移動するか、あるいは逆の方向に移動する。すなわち、
）？擦用ローラー５の回転軸力向とほぼ直交する方向に
この）？擦用ローラー５が移動するので、摩擦用ローラ
ー５と液晶セルを構成する基板２の接触部が移動しなが
ら基板２をラビングする。この結果、液晶セルを構成す
る基板２内の液晶分子を第４図に示すようにその反軸方
向を放射状に配向させることができる。

次に液晶セルを構成する基板２を間欠的に回転させる実
施例を説明すると、まず、基板２の回転を１ヒめ、この
基板２の回転の中心部から半径方向に周辺部まで摩擦用
ローラー５を回転させつつ移動させる。この移動が終了
した後に基板２を適宜の角度回転させ、再び摩擦用ロー
ラー５の移動を開始させる。この動作を繰り返すことに
より液晶セル内で液晶分子をその反軸方向を放射状にそ
ろえて配向させることができる。なお、第１の回１１を
手段１．第２の回転手段７の回転速度およびローラー移
動装置９．９の移動速度は可変できることが望ましい。

また、ローラー移動装置ｔ’ｆ９は摩擦用ローラー５等
を移動させることがでさる装置であれば足りる。そして
、摩擦用ローラー５をト下に移動させるＶ：、置を付加
してもよく、この場合は詠摩擦用ローラー５を１−外さ
せて遮蔽板３がら離ｒことができ、遮蔽板３や液晶セル
基板２の取り出し等が容易になる。更に摩擦用ローラー
５と液晶セル基板２の接触圧力を、￥１整するＨＰ？を
設けることもできる。

なお、基板を連続的に又は間欠的に回転させながら、ロ
ーラ一部を回転させず固定状態で基板の回転の中心から
周辺部へ、又は逆に周辺部から中心部へと移動しながら
スリットを（ｉする遮蔽板を介して）７擦することて゛
放射状の分子配向を（ｉすることもできる。

また、上記実施例では、摩擦用ローラー５を移動させた
が、液晶セルを構）反動る基板２を周知慣用の手段で該
基板２の回転の中心部から半径方向に移動させてもよい
。

また、液晶セル基板２は、本配向方法により配向する前
に平行配列処理剤で平行配列処理することが望ましい。

すなわち平行配列処理とはポリビニルアルコールやポリ
イミド等の平行配列処理剤を液晶セル基板２に塗布して
、詠基板２の表面に薄い配向膜を形成動るものて・ある
。この被膜自体が液晶分子を平行配列させる機能をも有
しており、また液晶分子のティルト角を小さくすること
ができるので、コントラストが高＜１１界応答時のしき
い値特性のよい液晶セルを提供することがでとる。

なお、本実施例によって液晶分子の配向方向が放射状に
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ＣＴ称的に
配向膜ることになるため配向の場所的な不拘〜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
あって尤”７的特性の優れた焦、−１Ｖ距離町変レン【
を提供することができる。

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情成し、
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ｒ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
セノ呟コレステリック液晶、液晶分子を２７０°ねじっ
て配向しているＳＢＥ液晶や強ｙｉ電性液晶を用いた各
種の液晶装置ｎなどにももちろん適用することが可能て
゛ある。

〔効果〕

以上の様に構成された本発明は、液晶セルを構成動る基
板を連続的又は間欠的に回転させるとともに）？擦用ロ
ーラーをも回転させ、この摩擦用ローラーを遮蔽板を介
して該に版に接触させつつ詠接触部を移動させてラビン
グするものであるから、比較的簡単な枯戊で実施するこ
とができ、人間の手を合釘ことがないので擦る方向にず
れらなく、プレティルト角も一定な放射状配向の液晶セ
ルを提供ｒることができる。更に真空ｉへ府法等と比較
し′乙工程数が少なく製造装置も′グ価に製造すること
ができるので極めて経済的なＹま産ができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための製造装置に関する一実
施例の斜視図、第２図は従来の液晶分子配向方法により
液晶分子を一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【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。１５４図は
放射状の分子配向を取る場合の液晶分子の配向方向を示
したものである。第２図、第４図て゛矢印は液晶分子の
配向方向を不動。 ２・・・液晶セル基板 ３・・・ｉ！Ｓ蔽板 ５・・・摩擦用ローラー ６・・・回転軸 旧する

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）液晶セルを構成する基板を摩擦することによって
   液晶分子を配向する方法において、この基板を連続的又
   は間欠的に回転させ、摩擦用ローラーを回転させながら
   この摩擦用ローラーを適宜の開口形状のスリットを有す
   る遮蔽板を介して該基板に接触させるとともに、前記基
   板の回転の中心部から周辺部へ、又は周辺部から中心部
   へと該接触部を移動させることにより、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。
2. （２）摩擦用ローラーの回転軸方向とほぼ直交する方向
   に該摩擦用ローラーを移動させ、接触部を移動させる特
   許請求の範囲第１項記載の液晶分子配向方法。
3. （３）液晶セルを構成する基板の中心部から半径方向に
   該基板を移動させ、接触部を移動させる特許請求の範囲
   第１項記載の液晶分子配向方法。