図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(1999年3月16日)のものです。
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図面 (4)

課題

照射強度が強く、広い面積を短い光路長照射でき、かつ低コストでありながら液晶分子配向プレティルト角を与えられる照射光学系を提供すること。

解決手段

光源10と、光平行化手段20と、平面鏡30から成り、光平行化手段20から液晶分子配向基板40へ斜めから光を照射するとともに、液晶分子配向基板40から反射した光に対し平面鏡30を垂直に配置する。

概要

背景

液晶分子基板表面に平行に配向させる方法として、現在は基板を布で一方向に機械的に擦るいわゆるラビング法が多用されている。しかし、ラビングによる配向処理は一般に布を使用するので布切れゴミとして発生する上、静電気も発生するという問題がある。そこで光を用いて液晶分子を配向させる方法、いわゆる光配向法が近年注目されている。ところで、液晶表示素子として利用する場合、各液晶分子にプレティルト角を与えておかなければ、リバースティルトによるディスクリネイションが発生し、光の漏れ散乱による液晶表示素子コントラストの低下が生じる。このため従来の光配向法では、ポリイミドを塗布したガラス基板に対して斜めから偏光照射することによって配向膜を形成していた。これに用いられる照射光学系は図3のような構成になっている。すなわち、光源10と、光平行化手段20と、偏光素子50から成り、光平行化手段20から液晶分子配向基板40へ斜めから偏光を照射するようになっている。

概要

照射強度が強く、広い面積を短い光路長で照射でき、かつ低コストでありながら液晶分子に配向とプレティルト角を与えられる照射光学系を提供すること。

光源10と、光平行化手段20と、平面鏡30から成り、光平行化手段20から液晶分子配向基板40へ斜めから光を照射するとともに、液晶分子配向基板40から反射した光に対し平面鏡30を垂直に配置する。

目的

しかし、従来の照射光学系には以下の欠点があった。第1の欠点は光の照射強度が弱い点である。偏光素子の透過率は半分以下しかないため従来の照射光学系は照射強度が弱かった。第2の欠点は照射面積を大きくすることができないことである。大面積の偏光素子は制作が極めて困難だからである。第3の欠点は光路長が長い点である。偏光素子は光の入射角が指定されているものが多く、必要な面積の偏光素子を設置するには照射光学系の光路長がかなり長くなる場合が多かった。第4の欠点はコストが高いことである。ポリイミドは紫外光で照射する必要があるが、紫外領域で使用できる偏光素子は極めて高価なため、従来の照射光学系はコストを下げることができなかった。そこで、本発明は照射強度が強く、広い面積を短い光路長で照射でき、かつ低コストでありながら液晶分子に配向とプレティルト角を与えられる照射光学系を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

光源10と、光平行化手段20と、平面鏡30から成り、光平行化手段20から液晶分子配向基板40へ斜めから光を照射するとともに、液晶分子配向基板40から反射した光に対し平面鏡30を垂直に配置したことを特徴とする液晶分子配向基板の照射光学系

技術分野

0001

本発明は液晶分子配向技術に関し、特に光(紫外光を含む。以下同じ。)を用いた配向に用いられる光の照射装置に関する。

背景技術

0002

液晶分子を基板表面に平行に配向させる方法として、現在は基板を布で一方向に機械的に擦るいわゆるラビング法が多用されている。しかし、ラビングによる配向処理は一般に布を使用するので布切れゴミとして発生する上、静電気も発生するという問題がある。そこで光を用いて液晶分子を配向させる方法、いわゆる光配向法が近年注目されている。ところで、液晶表示素子として利用する場合、各液晶分子にプレティルト角を与えておかなければ、リバースティルトによるディスクリネイションが発生し、光の漏れ散乱による液晶表示素子コントラストの低下が生じる。このため従来の光配向法では、ポリイミドを塗布したガラス基板に対して斜めから偏光照射することによって配向膜を形成していた。これに用いられる照射光学系図3のような構成になっている。すなわち、光源10と、光平行化手段20と、偏光素子50から成り、光平行化手段20から液晶分子配向基板40へ斜めから偏光を照射するようになっている。

発明が解決しようとする課題

0003

しかし、従来の照射光学系には以下の欠点があった。第1の欠点は光の照射強度が弱い点である。偏光素子の透過率は半分以下しかないため従来の照射光学系は照射強度が弱かった。第2の欠点は照射面積を大きくすることができないことである。大面積の偏光素子は制作が極めて困難だからである。第3の欠点は光路長が長い点である。偏光素子は光の入射角が指定されているものが多く、必要な面積の偏光素子を設置するには照射光学系の光路長がかなり長くなる場合が多かった。第4の欠点はコストが高いことである。ポリイミドは紫外光で照射する必要があるが、紫外領域で使用できる偏光素子は極めて高価なため、従来の照射光学系はコストを下げることができなかった。そこで、本発明は照射強度が強く、広い面積を短い光路長で照射でき、かつ低コストでありながら液晶分子に配向とプレティルト角を与えられる照射光学系を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0004

光源10と、光平行化手段20と、平面鏡30から成り、光平行化手段20から液晶分子配向基板40へ斜めから光を照射するとともに、液晶分子配向基板40から反射した光に対し平面鏡30を垂直に配置する。

発明を実施するための最良の形態

0005

図1に本発明の実施の形態を示す。10は光源、20は光平行化手段、30は平面鏡である。また、40はガラスの上にポリイミドを塗布した液晶分子配向基板(以下基板という)である。光源10は、超高圧水銀灯11、楕円鏡12、ロッド13、レンズ14、から成り、2次光源15を形成する。光平行化手段20は、焦点を2次光源15に合致させた凹面鏡であり、平行光を作成する。光平行化手段20には凹面鏡のほかコンデンサーレンズフレネルレンズも適用できる。

0006

平行光は基板40をA方向から斜めに照射し、一部の光は基板40で反射する。平面鏡30はこの反射光に対して垂直に配置されているため、反射光は元の光路逆進し、B方向から再度基板40を照射する。このため、基板40は左右両方図1のA方向及びB方向)から光が照射されることになる。ところで、基板に斜めから光を照射したとき、照射光のS波は液晶分子の配向に寄与し、P波はプレティルト角の形成に寄与する。

0007

ここで、液晶分子の配向は基板と平行方向なので、図1のA方向、B方向のどちらから光が照射されてもともに同方向の配向に寄与する。従ってS波はA方向、B方向のどちらから照射してもかまわない。一方、プレティルト角は基板と非平行な方向に形成されるため、図1のA方向、B方向のどちらから光が照射されるかによってプレティルト角の形成方向が逆になる。従って、P波はA方向、B方向の片方からのみ照射されなければならない。

0008

ところで、光が物体に対して斜めから入射した場合、そのフレネル反射率は一般に図2のようになる。すなわち、P波は光の入射角がブリュースター角になったときに反射率が0になるなど、比較的反射率が低いのに対し、S波は入射角が大きくなると反射率が単調増加しており、あらゆる入射角でS波の反射率はP波の反射率を上回る。つまり、斜入射した光が反射した後、光はS方向に強く偏光する。

0009

すなわち、本光学系において基板40で反射した光はS方向に強く偏光しており、平面鏡30で反射してB方向から基板40を照射する光も同様にS方向に偏光していることになる。結局、本照射光学系でA方向から照射する光はほぼS波とP波の強度が等しいのに対し、B方向から照射する光は強くS方向に偏光している。このため、P波はほぼA方向からのみ照射されることになり、プレティルト角の形成は阻害されない。また、S波はA方向のみならずB方向からも照射され、液晶分子の配向に寄与する。

発明の効果

0010

本発明によれば照射強度が強く、広い面積を短い光路長で照射でき、かつ低コストでありながら液晶分子に配向とプレティルト角を与えられる照射光学系を提供できる。

図面の簡単な説明

0011

図1本発明にかかる照射光学系の全体構成図である。
図2入射角に対し、S波とP波の反射率を表すグラフである。
図3従来の照射光学系の全体構成図である。

--

0012

10光源
20 光平行化手段
30平面鏡
40液晶分子配向基板
50 偏光素子

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