JP4935516B2 - Inkjet device for ferroelectric liquid crystal - Google Patents
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Description
本発明は、例えば液晶表示素子における液晶層等の形成に用いられる強誘電性液晶用インクジェット装置に関するものである。 The present invention relates to an inkjet device for a ferroelectric liquid crystal used for forming a liquid crystal layer or the like in a liquid crystal display element, for example.
液晶表示素子は薄型で低消費電力などといった特徴から、大型ディスプレイから携帯情報端末までその用途を広げており、その開発が活発に行われている。これまで液晶表示素子は、ＴＮ方式、ＳＴＮのマルチプレックス駆動、ＴＮに薄層トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス駆動等が開発され実用化されているが、これらはネマチック液晶を用いているために、液晶材料の応答速度が数ｍｓ〜数十ｍｓと遅く、動画表示に十分対応しているとはいえない。これに対し、強誘電性液晶（ＦＬＣ）は、応答速度がμｓオーダーと極めて短く、高速デバイスに適した液晶である。 Liquid crystal display elements have been widely used from large displays to portable information terminals because of their thinness and low power consumption, and their development is actively underway. So far, liquid crystal display elements have been developed and put to practical use, such as TN mode, STN multiplex drive, and active matrix drive using thin layer transistors (TFTs) for TN, but these use nematic liquid crystals. In addition, the response speed of the liquid crystal material is as slow as several ms to several tens of ms, and it cannot be said that it is sufficiently compatible with moving image display. On the other hand, the ferroelectric liquid crystal (FLC) is a liquid crystal suitable for a high-speed device because the response speed is as short as μs order.
近年、液晶の封入方法として、液晶滴下（One Drop Fill：ODF）方式が注目されている。これは、一対の基板の一方に液晶封入領域を囲む枠状のシール部材を形成し、基板上に液晶を滴下し、次いで両基板間を十分に減圧した状態で両基板を重ね合わせ、シール部材を介して接着させるというものである。液晶滴下方式は、従来の真空注入方式に比べて、液晶封入工程に要する時間が大幅に短縮されるという利点を有する。 In recent years, a liquid crystal dropping (One Drop Fill: ODF) method has attracted attention as a liquid crystal sealing method. This is done by forming a frame-shaped sealing member surrounding the liquid crystal sealing region on one of the pair of substrates, dropping the liquid crystal on the substrate, and then superimposing both substrates in a state where the pressure between the substrates is sufficiently reduced, It is what is made to adhere through. The liquid crystal dropping method has an advantage that the time required for the liquid crystal sealing step is significantly shortened as compared with the conventional vacuum injection method.
一般に、強誘電性液晶は、ネマチック液晶に比べて粘度が高い。そのため、強誘電性液晶を滴下する際には、あらかじめ強誘電性液晶が低粘度状態になる温度（強誘電性液晶がコレステリック相、ネマチック相、または等方相の状態になる温度）に、強誘電性液晶を加温することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。 In general, a ferroelectric liquid crystal has a higher viscosity than a nematic liquid crystal. For this reason, when the ferroelectric liquid crystal is dropped, the ferroelectric liquid crystal is strongly resistant to a temperature at which the ferroelectric liquid crystal is in a low viscosity state (a temperature at which the ferroelectric liquid crystal is in a cholesteric phase, a nematic phase, or an isotropic phase). It is disclosed that a dielectric liquid crystal is heated (for example, see Patent Document 1).
また、液晶滴下方式により液晶表示素子を作製する場合には、液晶に塵埃などの異物が混入していると、異物が液晶層にそのまま取り込まれてしまい、明るい点が視認される不良（明点不良）などの表示不良が発生する。一方、真空注入方式により液晶表示素子を作製する場合には、異物が液晶に混入したとしても、液晶を注入するための微小な注入口によって注入口の径以上の大きさの異物が除去されるため、特に問題にはならない。
そこで、液晶を滴下する前に、液晶に混入した異物を除去するろ過処理を行うことが開示されている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２には、ろ過処理に、所定の孔径のフィルタを用いることができることが開示されている。
In addition, when a liquid crystal display device is manufactured by a liquid crystal dropping method, if a foreign substance such as dust is mixed in the liquid crystal, the foreign substance is taken into the liquid crystal layer as it is, and a bright spot is visually inferior (bright spot). Display failure such as (defective) occurs. On the other hand, in the case of manufacturing a liquid crystal display element by a vacuum injection method, even if foreign matter is mixed into the liquid crystal, the foreign material having a size larger than the diameter of the injection port is removed by a minute injection port for injecting liquid crystal. Therefore, it will not be a problem.
Therefore, it is disclosed to perform a filtering process to remove foreign matters mixed in the liquid crystal before the liquid crystal is dropped (see, for example, Patent Document 2). This
また、液晶を滴下する方法として、インクジェット法を用いることが開示されている（例えば、特許文献３参照）。 Moreover, using the inkjet method is disclosed as a method of dripping a liquid crystal (for example, refer patent document 3).
インクジェット法を用いて強誘電性液晶を滴下する際には、液晶滴下装置としてインクジェット装置が用いられる。一般に、インクジェット装置は、インクタンクおよびインクジェットヘッドを有するものである。インクジェット装置を用いて強誘電性液晶を滴下する場合には、上述したように、インクタンクおよびインクジェットヘッド内の強誘電性液晶を、低粘度状態になる温度に加温する必要がある。このため、インクジェット装置に収容された強誘電性液晶は、インクジェット装置の使用中、常に加温されることになる。このように強誘電性液晶を加温し続けると、強誘電性液晶が劣化するおそれがある。 When the ferroelectric liquid crystal is dropped using the ink jet method, an ink jet device is used as the liquid crystal dropping device. In general, an inkjet apparatus has an ink tank and an inkjet head. When the ferroelectric liquid crystal is dropped using the ink jet apparatus, it is necessary to heat the ferroelectric liquid crystal in the ink tank and the ink jet head to a temperature at which the viscosity becomes a low viscosity state as described above. For this reason, the ferroelectric liquid crystal accommodated in the ink jet device is always heated during use of the ink jet device. If the ferroelectric liquid crystal is continuously heated in this way, the ferroelectric liquid crystal may be deteriorated.
また従来、強誘電性液晶の配向方法として、紫外線硬化型モノマーを混入させた強誘電性液晶を用いて、電圧を印加した状態で紫外線照射を行い、強誘電性液晶を高分子化させることにより、強誘電性液晶の配向を安定化させる、高分子安定化法が知られている。この紫外線硬化型モノマーを混入させた強誘電性液晶を、インクジェット装置を用いて滴下する場合には、インクジェット装置の使用中に、インクジェット装置に収容された強誘電性液晶が加温され続けることによって、強誘電性液晶が劣化するおそれがあるだけでなく、強誘電性液晶に混入している紫外線硬化型モノマーが硬化するおそれもある。 Conventionally, as a method of aligning ferroelectric liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal mixed with an ultraviolet curable monomer is used to irradiate ultraviolet light in a state where a voltage is applied, thereby polymerizing the ferroelectric liquid crystal. A polymer stabilization method for stabilizing the alignment of the ferroelectric liquid crystal is known. When the ferroelectric liquid crystal mixed with the ultraviolet curable monomer is dropped using the ink jet device, the ferroelectric liquid crystal contained in the ink jet device is continuously heated during use of the ink jet device. In addition, the ferroelectric liquid crystal may be deteriorated, and the ultraviolet curable monomer mixed in the ferroelectric liquid crystal may be cured.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、強誘電性液晶の劣化や、滴下時の強誘電性液晶の硬化を抑制することが可能な強誘電性液晶用インクジェット装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an inkjet device for a ferroelectric liquid crystal capable of suppressing deterioration of the ferroelectric liquid crystal and curing of the ferroelectric liquid crystal at the time of dropping. The main purpose.
本発明は、上記目的を達成するために、内部にフィルタが設けられ、上記フィルタを境界としてタンク上部およびタンク下部に区切られたインクタンクと、上記インクタンクから供給される強誘電性液晶を吐出するインクジェットヘッドと、上記インクタンクのタンク下部および上記インクジェットヘッドを連通する送液配管と、上記フィルタを加熱するフィルタ用加熱手段と、上記タンク下部を減圧するタンク下部用減圧手段と、上記タンク下部を加熱するタンク下部用加熱手段と、上記インクジェットヘッドを加熱するヘッド用加熱手段とを有することを特徴とする強誘電性液晶用インクジェット装置を提供する。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention discharges a liquid crystal provided with a filter inside and divided into an upper tank part and a lower tank part with the filter as a boundary, and a ferroelectric liquid crystal supplied from the ink tank. An ink jet head, a tank lower part of the ink tank and a liquid supply pipe communicating with the ink jet head, a filter heating means for heating the filter, a tank lower pressure reducing means for depressurizing the tank lower part, and the tank lower part There is provided an inkjet apparatus for a ferroelectric liquid crystal, comprising: a heating means for a tank lower part for heating the tank; and a heating means for a head for heating the inkjet head.
本発明によれば、インクタンクにおいて加熱されるのはフィルタおよびタンク下部であり、タンク上部は直接的に加熱されないので、強誘電性液晶が加温されている時間を短縮するとともに、インクタンク内の加温される強誘電性液晶の量を少なくすることができる。これにより、熱による強誘電性液晶の劣化や硬化を抑制することができる。また、インクタンク内で強誘電性液晶がフィルタによってろ過されることにより、強誘電性液晶に混入した異物を除去することができる。これにより、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置を用いて作製された液晶表示素子では、明点不良などの表示不良の発生を抑制して、表示品位や歩留まりを向上させることができる。 According to the present invention, it is the filter and the lower part of the tank that are heated in the ink tank, and the upper part of the tank is not directly heated, so that the time during which the ferroelectric liquid crystal is heated is shortened and the inside of the ink tank is reduced. The amount of ferroelectric liquid crystal to be heated can be reduced. Thereby, deterioration and hardening of the ferroelectric liquid crystal due to heat can be suppressed. Also, the foreign liquid mixed in the ferroelectric liquid crystal can be removed by filtering the ferroelectric liquid crystal through the filter in the ink tank. Thereby, in the liquid crystal display element produced using the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystals of this invention, generation | occurrence | production of display defects, such as a bright spot defect, can be suppressed, and a display quality and a yield can be improved.
また、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、上記タンク上部を加圧するタンク上部用加圧手段を有していてもよい。タンク上部用加圧手段によってタンク上部を加圧することにより、タンク上部に充填された強誘電性液晶を、フィルタを介してタンク下部に安定的に滴下することができるからである。 Moreover, the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystals of the present invention may have a tank upper pressurizing means for pressurizing the tank upper section. This is because the ferroelectric liquid crystal filled in the upper part of the tank can be stably dropped onto the lower part of the tank through the filter by pressurizing the upper part of the tank by the pressurizing means for the upper part of the tank.
さらに、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、上記タンク上部を冷却するタンク上部用冷却手段を有していてもよい。タンク上部用冷却手段によってタンク上部を冷却することにより、フィルタ用加熱手段により加熱されたフィルタの熱が、タンク上部に充填された強誘電性液晶全体に伝導するのを防ぎ、熱による強誘電性液晶の劣化や硬化を効果的に抑制することができるからである。 Furthermore, the ferroelectric liquid crystal inkjet device of the present invention may have a tank upper cooling means for cooling the tank upper portion. By cooling the upper part of the tank with the cooling means for the upper part of the tank, the heat of the filter heated by the heating means for the filter is prevented from being conducted to the entire ferroelectric liquid crystal filled in the upper part of the tank, and the ferroelectricity due to heat. This is because deterioration and curing of the liquid crystal can be effectively suppressed.
また、本発明においては、上記タンク上部の上記フィルタの近傍にプレフィルタが設けられていてもよい。フィルタに加えて、プレフィルタが設けられていることにより、強誘電性液晶に混入した異物を効果的に除去することができるからである。 In the present invention, a pre-filter may be provided in the vicinity of the filter above the tank. This is because the presence of the prefilter in addition to the filter can effectively remove foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal.
さらに、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、上記タンク下部に溜められる上記強誘電性液晶の量が所定量に保たれるように、上記フィルタ用加熱手段による上記フィルタの加熱を制御するフィルタ加熱制御手段を有していてもよい。タンク下部に溜められ、加温される強誘電性液晶の量を所定量に保つことで、強誘電性液晶の劣化を効果的に抑制することができるからである。 Furthermore, the ferroelectric liquid crystal inkjet device of the present invention controls heating of the filter by the filter heating means so that the amount of the ferroelectric liquid crystal stored in the lower portion of the tank is maintained at a predetermined amount. You may have a filter heating control means. This is because the deterioration of the ferroelectric liquid crystal can be effectively suppressed by keeping the amount of the ferroelectric liquid crystal stored in the tank lower portion and heated.
また本発明においては、上記タンク上部および上記タンク下部の間に、上記強誘電性液晶の通過を制御する液晶用バルブが設けられ、上記タンク下部の圧力を制御するタンク下部圧力制御手段を有していてもよい。液晶用バルブを閉じて、タンク下部圧力制御手段によってタンク下部の圧力を制御することにより、強誘電性液晶中に溶解している空気を除去することができるからである。 In the present invention, a liquid crystal valve for controlling the passage of the ferroelectric liquid crystal is provided between the tank upper portion and the tank lower portion, and tank lower pressure control means for controlling the pressure of the tank lower portion is provided. It may be. This is because the liquid dissolved in the ferroelectric liquid crystal can be removed by closing the liquid crystal valve and controlling the pressure in the tank lower part by the tank lower pressure control means.
本発明においては、インクタンクがフィルタを境界としてタンク上部とタンク下部とに区切られており、タンク上部は加熱されずに、フィルタおよびタンク下部が加熱される構成となっているので、インクタンク全体が加熱されるわけではなく、熱による強誘電性液晶の劣化や硬化を抑制することができるという効果を奏する。 In the present invention, the ink tank is divided into a tank upper part and a tank lower part with a filter as a boundary. The upper part of the tank is not heated, and the filter and the lower part of the tank are heated. Is not heated, and there is an effect that deterioration and hardening of the ferroelectric liquid crystal due to heat can be suppressed.
以下、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置について詳細に説明する。
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、内部にフィルタが設けられ、上記フィルタを境界としてタンク上部およびタンク下部に区切られたインクタンクと、上記インクタンクから供給される強誘電性液晶を吐出するインクジェットヘッドと、上記インクタンクのタンク下部および上記インクジェットヘッドを連通する送液配管と、上記フィルタを加熱するフィルタ用加熱手段と、上記タンク下部を減圧するタンク下部用減圧手段と、上記タンク下部を加熱するタンク下部用加熱手段と、上記インクジェットヘッドを加熱するヘッド用加熱手段とを有することを特徴とするものである。
Hereinafter, the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal according to the present invention will be described in detail.
The inkjet apparatus for a ferroelectric liquid crystal according to the present invention has a filter provided therein, and discharges an ink tank divided into an upper tank part and a lower tank part with the filter as a boundary, and a ferroelectric liquid crystal supplied from the ink tank. An ink jet head, a tank lower part of the ink tank and a liquid supply pipe communicating with the ink jet head, a filter heating means for heating the filter, a tank lower pressure reducing means for depressurizing the tank lower part, and the tank lower part A tank lower heating means for heating the ink jet head and a head heating means for heating the ink jet head.
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置の一例を示す模式図である。図１に例示するように、強誘電性液晶用インクジェット装置１は、内部にフィルタ２が設けられ、このフィルタ２を境界としてタンク上部３およびタンク下部４に区切られたインクタンク５と、インクタンク５から供給される強誘電性液晶をインクジェットヘッド６に導入する送液配管７と、送液配管７により導入される強誘電性液晶を吐出するインクジェットヘッド６と、フィルタ２を加熱するフィルタ用加熱手段８と、バルブ２１を介してタンク下部４に接続され、タンク下部４を減圧するタンク下部用減圧手段９と、タンク下部４を加熱するタンク下部用加熱手段１０と、インクジェットヘッド６を加熱するヘッド用加熱手段１１とを有している。
The inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an inkjet apparatus for a ferroelectric liquid crystal according to the present invention. As illustrated in FIG. 1, a ferroelectric liquid
ここで、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置に用いられる強誘電性液晶の相系列としては、例えば、降温過程において、等方相−ネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、等方相−ネマチック（Ｎ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、等方相−ネマチック（Ｎ）相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、等方相−ネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相と相変化するもの、などを挙げることができる。 Here, as a phase series of the ferroelectric liquid crystal used in the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal of the present invention, for example, in the temperature lowering process, isotropic phase-nematic (N) phase-cholesteric (Ch) phase-chiral smectic Phase change with C (SmC * ) phase, Isotropic phase-nematic (N) phase-Chiral smectic C (SmC * ) phase change, Isotropic phase-nematic (N) phase-Smectic A (SmA ) Phase-chiral smectic C (SmC * ) phase and phase change, isotropic phase-nematic (N) phase-cholesteric (Ch) phase-smectic A (SmA) phase-chiral smectic C (SmC * ) phase and phase You can list things that change.
一般に、液晶は、温度が低くなるにつれて粘度が高くなる。例えば、等方相状態の強誘電性液晶は液状であり、ＳｍＣ＊相状態の強誘電性液晶はペースト状である。 In general, the viscosity of liquid crystals increases as the temperature decreases. For example, the ferroelectric liquid crystal in the isotropic phase state is liquid, and the ferroelectric liquid crystal in the SmC * phase state is pasty.
図１に示す強誘電性液晶用インクジェット装置１においては、タンク上部３を加熱する加熱手段が設けられていないので、仮にインクタンク５内が常温であれば、タンク上部３内の温度も常温となる。この場合、タンク上部３に充填された強誘電性液晶は、粘度が比較的高い状態となる。また、タンク上部３とタンク下部４との境界にはフィルタ２が存在する。このため、インクタンク５内が常温常圧であれば、すなわちタンク上部３およびタンク下部４がいずれも常温常圧であれば、タンク上部３に充填された強誘電性液晶がフィルタ２を通過することはほとんどない。また、タンク下部用減圧手段９によりタンク下部４が減圧された場合でも、タンク上部３に充填された強誘電性液晶はフィルタ２を通過しにくい。
In the
一方、フィルタ２はフィルタ用加熱手段８により加熱されるものである。
例えば、フィルタ用加熱手段がヒーターであり、ヒーターによってフィルタを間接的に加熱する場合、図１に例示するように、タンク上部３に強誘電性液晶が充填された状態で、フィルタ用加熱手段８（ヒーター）によりフィルタ２を加熱する。そうすると、フィルタ２周辺のタンク上部３内の強誘電性液晶は加温され、粘度が低い状態になる。
また例えば、フィルタ用加熱手段が金属性メッシュと通電装置との併用であり、フィルタの近傍に金属製メッシュを配置して、この金属製メッシュに通電することで、フィルタを間接的に加熱する場合、図２に例示するように、タンク上部３に強誘電性液晶が充填された状態で、フィルタ用加熱手段８（金属製メッシュ８ａおよび通電装置８ｂ）によりフィルタ２を加熱する、すなわち通電装置８ｂを用いて金属製メッシュ８ａに通電する。そうすると、金属製メッシュ８ａの熱により、この金属製メッシュ８ａに接触しているタンク上部３内の強誘電性液晶、すなわちフィルタ２周辺のタンク上部３内の強誘電性液晶は加温され、粘度が低い状態になる。
On the other hand, the
For example, when the filter heating means is a heater, and the filter is indirectly heated by the heater, the filter heating means 8 with the ferroelectric liquid crystal filled in the tank
In addition, for example, when the heating means for the filter is a combination of a metallic mesh and a current-carrying device, the filter is indirectly heated by placing a metal mesh in the vicinity of the filter and energizing the metal mesh. 2, the
図１に示す強誘電性液晶用インクジェット装置による強誘電性液晶の吐出方法について説明する。
タンク上部３に強誘電性液晶Ｌが充填された状態で、フィルタ用加熱手段８を作動させると、フィルタ２が加熱され、フィルタ２周辺のタンク上部３内の強誘電性液晶Ｌは加温され、粘度が低下する。また、タンク下部用減圧手段９を作動させると、タンク下部４が減圧される。この強誘電性液晶の加温（強誘電性液晶の粘度の低下）と、タンク下部の減圧とにより、フィルタ２の加熱によって加温されたタンク上部３内の強誘電性液晶Ｌは、フィルタ２を通ってタンク下部４に滴下され、一時溜められる。
A method for discharging the ferroelectric liquid crystal by the ferroelectric liquid crystal inkjet apparatus shown in FIG. 1 will be described.
When the filter heating means 8 is operated in a state where the ferroelectric liquid crystal L is filled in the tank
この際、フィルタ２を通ってタンク下部４に滴下される強誘電性液晶の量、すなわちタンク下部４への強誘電性液晶の滴下量は、フィルタの加熱温度、フィルタの孔径、タンク上部およびタンク下部の圧力等によって、調整される。特に、強誘電性液晶の滴下量には、強誘電性液晶の粘度による影響が大きいため、フィルタの加熱温度が重要である。
At this time, the amount of the ferroelectric liquid crystal dripped to the tank
タンク下部４はタンク下部用加熱手段１０によりあらかじめ加熱されており、タンク下部４に滴下された強誘電性液晶Ｌは加温され、粘度の低い状態が保たれる。そして、タンク下部４に滴下され、一時溜められた強誘電性液晶Ｌは、送液配管７に導入されインクジェットヘッド６に供給される。
また、インクジェットヘッド６もヘッド用加熱手段１１によりあらかじめ加熱されており、インクジェットヘッド６に供給された強誘電性液晶は加温され、粘度の低い状態が保たれる。そして、インクジェットヘッド６に供給された強誘電性液晶は、外部に吐出される。
The tank
The
本発明によれば、インクタンクにおいて加熱されるのはフィルタおよびタンク下部であり、タンク上部は直接的に加熱されないので、タンク上部に充填された強誘電性液晶がインクジェットヘッドに供給されるまでのあいだで、強誘電性液晶が加温されている時間を短縮することができる。また、インクタンク内の加温される強誘電性液晶は、フィルタに接触しているもの、および、タンク下部に滴下され、一時溜められるものだけであるので、インクタンク内の強誘電性液晶のうち、加温される強誘電性液晶の量を少なくすることができる。これにより、熱による強誘電性液晶の劣化や硬化を抑制することができる。インクタンクをフィルタを境界としてタンク上部およびタンク下部に区切り、タンク上部を直接的に加熱せずに、フィルタおよびタンク下部を加熱して、インクタンク内で加熱する領域を小さくすることにより、熱による強誘電性液晶の劣化や硬化を抑制することができるのである。
例えば、タンク下部に滴下され一時溜められる強誘電性液晶の量を、比較的短時間でインクジェットヘッドに供給される量に調整することにより、熱による強誘電性液晶の劣化や硬化を効果的に抑制することができる。
According to the present invention, it is the filter and the lower part of the tank that are heated in the ink tank, and the upper part of the tank is not directly heated, so that the ferroelectric liquid crystal filled in the upper part of the tank is supplied to the inkjet head. In the meantime, the time during which the ferroelectric liquid crystal is heated can be shortened. In addition, since the ferroelectric liquid crystal that is heated in the ink tank is only in contact with the filter and that that is dropped and temporarily stored in the lower part of the tank, the ferroelectric liquid crystal in the ink tank Of these, the amount of the ferroelectric liquid crystal to be heated can be reduced. Thereby, deterioration and hardening of the ferroelectric liquid crystal due to heat can be suppressed. By dividing the ink tank into a tank upper part and a tank lower part with a filter as a boundary, and heating the filter and the tank lower part directly without heating the tank upper part, the heating area in the ink tank is reduced. Deterioration and curing of the ferroelectric liquid crystal can be suppressed.
For example, by adjusting the amount of the ferroelectric liquid crystal that is dropped and temporarily stored in the lower part of the tank to the amount that is supplied to the inkjet head in a relatively short time, the deterioration and curing of the ferroelectric liquid crystal due to heat is effectively prevented. Can be suppressed.
また、本発明によれば、インクタンク内で強誘電性液晶がフィルタによってろ過されることにより、強誘電性液晶に混入した塵埃などの異物を除去することができる。これにより、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置を用いて作製された液晶表示素子では、明点不良などの表示不良の発生を抑制して、表示品位や歩留まりを向上させることができる。 In addition, according to the present invention, the ferroelectric liquid crystal is filtered by the filter in the ink tank, so that foreign matters such as dust mixed in the ferroelectric liquid crystal can be removed. Thereby, in the liquid crystal display element produced using the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystals of this invention, generation | occurrence | production of display defects, such as a bright spot defect, can be suppressed, and a display quality and a yield can be improved.
さらに、タンク下部はタンク下部用加熱手段により加熱されるので、タンク下部に一時溜められた強誘電性液晶を、送液配管に導入されインクジェットヘッドに供給されるのに適した温度、さらには吐出に適した温度に保つことができる。また、インクジェットヘッドもヘッド用加熱手段により加熱されるので、インクジェットヘッドに供給された強誘電性液晶を吐出に適した温度に保つことができ、良好な吐出を維持することができる。 Furthermore, since the tank lower part is heated by the tank lower heating means, the ferroelectric liquid crystal temporarily stored in the tank lower part is introduced into the liquid supply pipe and supplied to the ink jet head, and further discharged. Can be kept at a suitable temperature. In addition, since the ink jet head is also heated by the head heating means, the ferroelectric liquid crystal supplied to the ink jet head can be maintained at a temperature suitable for discharge, and good discharge can be maintained.
図３は、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置の他の例を示す模式図である。図３に例示するように、強誘電性液晶用インクジェット装置１は、内部にフィルタ２が設けられ、このフィルタ２を境界としてタンク上部３およびタンク下部４に区切られたインクタンク５と、インクタンク５から供給される強誘電性液晶をインクジェットヘッド６に導入する送液配管７と、送液配管７により導入される強誘電性液晶を吐出するインクジェットヘッド６と、フィルタ２を加熱するフィルタ用加熱手段８と、バルブ２１を介してタンク下部４に接続され、タンク下部４を減圧するタンク下部用減圧手段９と、タンク下部４を加熱するタンク下部用加熱手段１０と、インクジェットヘッド６を加熱するヘッド用加熱手段１１と、バルブ２２を介してタンク上部３に接続され、タンク上部３を加圧するタンク上部用加圧手段１２と、タンク上部３を冷却するタンク上部用冷却手段１３と、タンク上部３のフィルタの近傍に設けられたプレフィルタ１４とを有している。
FIG. 3 is a schematic view showing another example of the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal according to the present invention. As illustrated in FIG. 3, the ferroelectric liquid
図３に示す強誘電性液晶用インクジェット装置による強誘電性液晶の吐出方法について説明する。
例えば、フィルタ用加熱手段８がヒーターである場合、タンク上部３に強誘電性液晶Ｌが充填された状態で、フィルタ用加熱手段８（ヒーター）によりフィルタ２を加熱すると、フィルタ２周辺のタンク上部３内の強誘電性液晶Ｌは加温され、粘度が低下する。フィルタ２の加熱によって加温されたタンク上部３内の強誘電性液晶Ｌは、タンク上部３がタンク上部用加圧手段１２によって加圧され、タンク下部４がタンク下部用減圧手段９により減圧されることによって、フィルタ２を通ってタンク下部４に滴下される。この際、タンク上部３内の強誘電性液晶Ｌは、あらかじめプレフィルタ１４でろ過される。そして、強誘電性液晶Ｌは、タンク下部４に一時溜められる。
タンク下部４はタンク下部用加熱手段１０により加熱されており、タンク下部４に滴下された強誘電性液晶Ｌは加温され、粘度の低い状態が保たれる。そして、タンク下部４に滴下され、一時溜められた強誘電性液晶Ｌは、送液配管７に導入されインクジェットヘッド６に供給される。
また、インクジェットヘッド６もヘッド用加熱手段１１により加熱されており、インクジェットヘッド６に供給された強誘電性液晶は加温され、粘度の低い状態が保たれる。そして、インクジェットヘッド６に供給された強誘電性液晶は、外部に吐出される。
A method of discharging ferroelectric liquid crystal by the ferroelectric liquid crystal inkjet apparatus shown in FIG. 3 will be described.
For example, when the filter heating means 8 is a heater, when the
The tank
In addition, the
このように、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、タンク上部を加圧するタンク上部用加圧手段を有していてもよい。タンク上部用加圧手段によってタンク上部を加圧することにより、タンク上部に充填された強誘電性液晶を、フィルタを介してタンク下部に安定的に滴下することができるからである。 As described above, the ferroelectric liquid crystal inkjet apparatus of the present invention may have a tank upper pressurizing unit that pressurizes the tank upper part. This is because the ferroelectric liquid crystal filled in the upper part of the tank can be stably dropped onto the lower part of the tank through the filter by pressurizing the upper part of the tank by the pressurizing means for the upper part of the tank.
また、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、タンク上部を冷却するタンク上部用冷却手段を有していてもよい。タンク上部用冷却手段によってタンク上部を冷却することにより、フィルタの熱がタンク上部に充填された強誘電性液晶全体に伝導するのを防ぐことができるからである。これにより、熱による強誘電性液晶の劣化や硬化を効果的に抑制することができる。 The ferroelectric liquid crystal inkjet device of the present invention may have a tank upper cooling means for cooling the tank upper portion. This is because by cooling the tank upper portion by the tank upper cooling means, it is possible to prevent the heat of the filter from being conducted to the entire ferroelectric liquid crystal filled in the tank upper portion. Thereby, deterioration and hardening of the ferroelectric liquid crystal due to heat can be effectively suppressed.
さらに本発明においては、タンク上部のフィルタの近傍にプレフィルタが設けられていてもよい。フィルタに加えて、プレフィルタが設けられていることにより、強誘電性液晶に混入した異物を効果的に除去することができるからである。また、例えば、プレフィルタには、強誘電性液晶をタンク上部に留める機能と、強誘電性液晶をタンク上部からタンク下部に通過させる機能と、強誘電性液晶に混入した比較的大きな異物を除去する機能とをもたせ、フィルタには、強誘電性液晶をタンク上部からタンク下部に通過させる機能と、強誘電性液晶に混入した比較的小さな異物を除去する機能とをもたせるというように、フィルタとプレフィルタとで機能を分担させることもできるからである。 Furthermore, in the present invention, a pre-filter may be provided in the vicinity of the filter at the top of the tank. This is because the presence of the prefilter in addition to the filter can effectively remove foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal. In addition, for example, the pre-filter has a function to keep the ferroelectric liquid crystal at the upper part of the tank, a function to pass the ferroelectric liquid crystal from the upper part of the tank to the lower part of the tank, and remove relatively large foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal. The filter has a function of allowing the ferroelectric liquid crystal to pass from the upper part of the tank to the lower part of the tank and a function of removing relatively small foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal. This is because the function can be shared by the prefilter.
図４（ａ）は、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置の他の例を示す模式図である。図４（ａ）に例示するように、強誘電性液晶用インクジェット装置１は、内部にフィルタ２が設けられ、このフィルタ２を境界としてタンク上部３およびタンク下部４に区切られたインクタンク５と、インクタンク５から供給される強誘電性液晶をインクジェットヘッド６に導入する送液配管７と、送液配管７により導入される強誘電性液晶を吐出するインクジェットヘッド６と、フィルタ２を加熱するフィルタ用加熱手段８と、バルブ２１を介してタンク下部４に接続され、タンク下部４を減圧するタンク下部用減圧手段９と、タンク下部４を加熱するタンク下部用加熱手段１０と、インクジェットヘッド６を加熱するヘッド用加熱手段１１と、タンク上部３およびタンク下部４の間に設けられ、強誘電性液晶の通過を制御する液晶用バルブ１５と、バルブ２３を介してタンク下部４に接続され、タンク下部４の圧力を制御するタンク下部圧力制御手段１６とを有している。
FIG. 4A is a schematic view showing another example of the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal according to the present invention. As illustrated in FIG. 4A, the ferroelectric liquid
図４（ａ）に示す強誘電性液晶用インクジェット装置においては、例えばタンク下部圧力制御手段１６が減圧手段である場合には、図４（ｂ）に示すように、液晶用バルブ１５を閉じて、タンク下部圧力制御手段１６（減圧手段）によりタンク下部４を減圧することにより排気して、強誘電性液晶Ｌ中に溶解している空気を除去することができる。また、例えばタンク下部圧力制御手段１６が加圧手段である場合には、図４（ｂ）に示すように、液晶用バルブ１５を閉じて、タンク下部圧力制御手段１６（加圧手段）によりタンク下部４を加圧することにより、送液配管７を通ってインクジェットヘッド６から強誘電性液晶を吐出して、強誘電性液晶Ｌ中に溶解している空気を除去することができる。
In the ferroelectric liquid crystal inkjet device shown in FIG. 4 (a), for example, when the tank lower pressure control means 16 is a pressure reducing means, the
このように、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、タンク上部およびタンク下部の間に、強誘電性液晶の通過を制御する液晶用バルブが設けられ、タンク下部の圧力を制御するタンク下部圧力制御手段を有していてもよい。このような構成とすることにより、強誘電性液晶用インクジェット装置の使用前や、強誘電性液晶の吐出不良が起きたときなどに、効率的に空気抜きを行うことができるからである。 Thus, the ferroelectric liquid crystal inkjet apparatus of the present invention is provided with the liquid crystal valve for controlling the passage of the ferroelectric liquid crystal between the tank upper part and the tank lower part, and the tank lower part for controlling the pressure of the tank lower part. You may have a pressure control means. This is because, with such a configuration, it is possible to vent the air efficiently before using the ferroelectric liquid crystal inkjet device or when a discharge failure of the ferroelectric liquid crystal occurs.
以下、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置の各構成について説明する。 Hereinafter, each structure of the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystals of this invention is demonstrated.
１．インクタンク
本発明に用いられるインクタンクは、インクジェットヘッドに強誘電性液晶を供給するものであり、内部にフィルタが設けられ、このフィルタを境界としてタンク上部とタンク下部とに区切られているものである。
また、上述したように、インクタンクのタンク上部のフィルタの近傍にはプレフィルタが設けられていてもよい。
1. Ink Tank The ink tank used in the present invention supplies ferroelectric liquid crystal to the inkjet head, and is provided with a filter inside, and is divided into an upper tank portion and a lower tank portion with this filter as a boundary. is there.
Further, as described above, a pre-filter may be provided in the vicinity of the filter in the upper part of the ink tank.
インクタンクの形状としては、特に限定されるものではなく、一般的な形状を適宜選択して用いることができる。 The shape of the ink tank is not particularly limited, and a general shape can be appropriately selected and used.
インクタンクからインクジェットヘッドに強誘電性液晶を供給する機構としては、特に限定されるものではなく、例えば、送液配管を通じてインクジェットヘッドに送液される強誘電性液晶の送液圧を制御する機構などが挙げられる。より具体的には、インクジェットヘッドを減圧することにより送液圧を制御する機構を挙げることができる。このような機構では、簡易的に強誘電性液晶の送液圧を制御することができる。この場合、タンク下部も減圧されるように調整される。また、インクジェットヘッドの位置と連動してインクタンクの高さが変化することにより送液圧を制御する機構も挙げられる。
以下、インクタンクの各構成について説明する。
The mechanism for supplying the ferroelectric liquid crystal from the ink tank to the ink jet head is not particularly limited. For example, the mechanism for controlling the liquid feeding pressure of the ferroelectric liquid crystal fed to the ink jet head through the liquid feeding pipe. Etc. More specifically, a mechanism for controlling the liquid feeding pressure by reducing the pressure of the inkjet head can be exemplified. With such a mechanism, the liquid feeding pressure of the ferroelectric liquid crystal can be easily controlled. In this case, the lower part of the tank is also adjusted to be depressurized. Further, there is a mechanism for controlling the liquid feeding pressure by changing the height of the ink tank in conjunction with the position of the ink jet head.
Hereinafter, each configuration of the ink tank will be described.
（１）フィルタ
本発明に用いられるフィルタは、インクタンク内部に設けられ、インクタンクをタンク上部およびタンク下部に区切るものである。また、フィルタは、フィルタ用加熱手段により加熱されるものである。このフィルタは、強誘電性液晶をタンク上部からタンク下部に通過させる機能を有している。
(1) Filter The filter used in the present invention is provided inside the ink tank, and divides the ink tank into a tank upper part and a tank lower part. The filter is heated by the filter heating means. This filter has a function of allowing the ferroelectric liquid crystal to pass from the upper part of the tank to the lower part of the tank.
フィルタは、強誘電性液晶に混入した異物を除去する機能を有することが好ましい。プレフィルタが設けられている場合には、中でも、フィルタは、強誘電性液晶に混入した比較的小さな異物を除去する機能を有することが好ましい。 The filter preferably has a function of removing foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal. In the case where a prefilter is provided, it is preferable that the filter has a function of removing relatively small foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal.
また、プレフィルタが設けられていない場合、フィルタは、タンク上部に強誘電性液晶を留める機能を有する必要がある。一方、プレフィルタが設けられている場合、フィルタは、タンク上部に強誘電性液晶を留める機能を有していてもよく、有さなくてもよい。 Further, when the pre-filter is not provided, the filter needs to have a function of holding the ferroelectric liquid crystal on the upper part of the tank. On the other hand, when a pre-filter is provided, the filter may or may not have a function of retaining the ferroelectric liquid crystal at the upper part of the tank.
フィルタの孔径としては、加温されて粘度が低下した強誘電性液晶、具体的にはネマチック相以上の温度に加温された強誘電性液晶が通過できる程度の径であればよい。例えば、フィルタの孔径としては、２μｍ以下とすることができる。フィルタの孔径が上記範囲であれば、加温されていない強誘電性液晶をタンク上部に充分に留めておくことができる。 The pore diameter of the filter may be a diameter that allows a ferroelectric liquid crystal whose viscosity has been reduced by heating, specifically, a ferroelectric liquid crystal heated to a temperature equal to or higher than a nematic phase, to pass through. For example, the pore diameter of the filter can be 2 μm or less. If the pore diameter of the filter is in the above range, the unheated ferroelectric liquid crystal can be sufficiently retained at the upper part of the tank.
中でも、フィルタに、強誘電性液晶に混入した異物を除去する機能を付与する場合には、フィルタの孔径が、本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置を用いて作製される液晶表示素子における基板間のギャップ、すなわち液晶層の厚みよりも小さいことが好ましい。具体的に、フィルタの孔径としては、２μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１．５μｍ以下、さらに好ましくは１．０μｍ以下である。フィルタの孔径が上記範囲であれば、明点不良などの発生を効果的に抑制することができるからである。また、フィルタの孔径の下限としては、０．５μｍ程度とされる。フィルタの孔径が小さすぎると、加温されて粘度が低下した強誘電性液晶がフィルタを通過しにくくなり、強誘電性液晶をタンク下部に安定的に滴下することが困難となる場合があるからである。 In particular, when the filter is provided with a function of removing foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal, the substrate in the liquid crystal display element in which the pore size of the filter is manufactured using the ferroelectric liquid crystal inkjet device of the present invention. It is preferable that the gap is smaller than the thickness of the liquid crystal layer. Specifically, the pore diameter of the filter is preferably 2 μm or less, more preferably 1.5 μm or less, and even more preferably 1.0 μm or less. This is because, if the pore diameter of the filter is in the above range, the occurrence of a bright spot defect or the like can be effectively suppressed. Further, the lower limit of the pore diameter of the filter is about 0.5 μm. If the pore size of the filter is too small, the ferroelectric liquid crystal whose temperature has been reduced due to heating may be difficult to pass through the filter, and it may be difficult to stably drop the ferroelectric liquid crystal to the bottom of the tank. It is.
フィルタの材質としては、強誘電性液晶に対する耐性を有し、フィルタ用加熱手段により加熱することができるものであれば特に限定されるものでなく、フィルタ用加熱手段に応じて適宜選択される。フィルタ用加熱手段がフィルタを直接的に加熱するものである場合には、フィルタの材質としては、熱伝導性を有するものが用いられ、例えば金属等が挙げられる。また、フィルタ用加熱手段がフィルタを間接的に加熱するものである場合には、フィルタの材質としては、例えば、セルロース、PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）等の樹脂を挙げることができる。汎用性の点からは、樹脂製のフィルタが好ましく用いられる。 The material of the filter is not particularly limited as long as it has resistance to the ferroelectric liquid crystal and can be heated by the filter heating means, and is appropriately selected according to the filter heating means. In the case where the filter heating means directly heats the filter, a material having thermal conductivity is used as the filter material, and examples thereof include metals. Further, when the filter heating means indirectly heats the filter, examples of the material of the filter include resins such as cellulose and PTFE (polytetrafluoroethylene). From the viewpoint of versatility, a resin filter is preferably used.
また、フィルタの形状としては、タンク上部とタンク下部とを区切ることができる形状であれば特に限定されるものではなく、タンク上部やタンク下部の形状、またはインクタンクの形状等に応じて適宜選択される。 The shape of the filter is not particularly limited as long as it can separate the upper part of the tank from the lower part of the tank, and is appropriately selected according to the shape of the upper part or the lower part of the tank or the shape of the ink tank. Is done.
フィルタの形成位置としては、特に限定されるものではないが、通常は図１に例示するように、強誘電性液晶がタンク上部３からフィルタ２を通ってタンク下部４に滴下される際に、タンク下部４において、フィルタ２と、タンク下部４に一時溜められた強誘電性液晶の最上面との間に所定の空間が存在するように、フィルタが配置される。タンク下部を減圧するには、タンク下部内に所定の空間が必要であるからである。また、フィルタと、タンク下部に一時溜められた強誘電性液晶の最上面との間に所定の空間が存在することにより、タンク下部内の強誘電性液晶の熱が、タンク上部内の強誘電性液晶に伝導するのを防ぐことができるからである。
The formation position of the filter is not particularly limited, but normally, as illustrated in FIG. 1, when the ferroelectric liquid crystal is dropped from the tank
本発明においては、上述したように、フィルタの加熱温度の調整により、タンク下部への強誘電性液晶の滴下量を制御することができ、結果としてタンク下部に一時溜められる強誘電性液晶の量を制御することができる。 In the present invention, as described above, the amount of ferroelectric liquid crystal dripped onto the lower part of the tank can be controlled by adjusting the heating temperature of the filter, and as a result, the amount of the ferroelectric liquid crystal temporarily stored in the lower part of the tank. Can be controlled.
フィルタの加熱温度としては、強誘電性液晶のネマチック相以上の温度に設定される。例えば、降温過程において等方相−Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、フィルタの加熱温度は、Ｎ相−Ｃｈ相転移温度より高い温度に設定される。また例えば、降温過程において等方相−Ｎ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、フィルタの加熱温度は、Ｎ相−ＳｍＣ＊相転移温度より高い温度に設定される。さらに例えば、降温過程において等方相−Ｎ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、フィルタの加熱温度は、Ｎ相−ＳｍＡ相転移温度より高い温度に設定される。また例えば、降温過程において等方相−Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化する強誘電性液晶を用いた場合、フィルタの加熱温度は、Ｎ相−Ｃｈ相転移温度より高い温度に設定される。 The heating temperature of the filter is set to a temperature equal to or higher than the nematic phase of the ferroelectric liquid crystal. For example, when a ferroelectric liquid crystal that changes in phase with the isotropic phase-N phase-Ch phase-SmC * phase is used in the temperature lowering process, the heating temperature of the filter is set higher than the N-phase-Ch phase transition temperature. The Also, for example, when a ferroelectric liquid crystal that changes phase with the isotropic phase-N phase-SmC * phase is used in the temperature lowering process, the heating temperature of the filter is set to a temperature higher than the N phase-SmC * phase transition temperature. . Further, for example, when a ferroelectric liquid crystal that changes in phase with the isotropic phase-N phase-SmA phase-SmC * phase is used in the temperature lowering process, the heating temperature of the filter is set to a temperature higher than the N-phase-SmA phase transition temperature. Is done. For example, in the case of using a ferroelectric liquid crystal that changes in phase with the isotropic phase-N phase-Ch phase-SmA phase-SmC * phase in the temperature lowering process, the heating temperature of the filter is higher than the N phase-Ch phase transition temperature. Set to temperature.
中でも、フィルタの加熱温度は、Ｎ相−Ｃｈ相転移温度またはＮ相−ＳｍＣ＊相転移温度またはＮ相−ＳｍＡ相転移温度よりも１０℃〜２０℃程度高い温度に設定されることが好ましい。具体的なフィルタの加熱温度としては、強誘電性液晶の種類によって異なり、適宜選択される。 In particular, the heating temperature of the filter is preferably set to a temperature that is about 10 ° C. to 20 ° C. higher than the N phase-Ch phase transition temperature, the N phase-SmC * phase transition temperature, or the N phase-SmA phase transition temperature. The specific heating temperature of the filter varies depending on the type of ferroelectric liquid crystal and is appropriately selected.
（２）タンク上部
タンク上部は、フィルタによって区切られたインクタンクの上側の部分であり、強誘電性液晶が充填されるものである。後述するように、タンク上部は、タンク上部用加圧手段により加圧されるものであってもよく、またタンク上部用冷却手段により冷却されるものであってよい。
(2) Tank upper part The tank upper part is an upper part of the ink tank divided by a filter, and is filled with ferroelectric liquid crystal. As will be described later, the tank upper part may be pressurized by the tank upper pressurizing means, or may be cooled by the tank upper cooling means.
タンク上部の材質としては、強誘電性液晶を充填できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な材質を適宜選択して用いることができる。 The material for the upper portion of the tank is not particularly limited as long as it can be filled with ferroelectric liquid crystal, and a general material can be appropriately selected and used.
また、タンク上部の温度としては、常温または常温よりも低い温度に設定される。 In addition, the temperature of the upper part of the tank is set to room temperature or a temperature lower than room temperature.
（３）タンク下部
タンク下部は、フィルタによって区切られたインクタンクの下側の部分であり、強誘電性液晶がタンク上部からフィルタを介して滴下され、一時溜められるものである。また、タンク下部は、送液配管に接続されるものであり、タンク下部用減圧手段により減圧され、タンク下部用加熱手段により加熱されるものである。
(3) Tank lower part The tank lower part is a lower part of the ink tank divided by a filter, and ferroelectric liquid crystal is dropped from the upper part of the tank through the filter and is temporarily stored. The lower part of the tank is connected to the liquid feeding pipe, and is depressurized by the tank lower part pressure reducing means and heated by the tank lower part heating means.
タンク下部の材質としては、強誘電性液晶を溜めることができ、タンク下部用加熱手段により加熱することができ、タンク下部用減圧手段により減圧することができるものであれば特に限定されるものではないが、中でも、強誘電性液晶が一時溜められるタンク下部の下側部分は熱を伝導しやすく、上述したような所定の空間が存在することになるタンク下部の上側部分は熱を伝導しにくいものであることが好ましい。タンク下部の下側部分の材質が熱を伝導しやすいものであれば、タンク下部に一時溜められた強誘電性液晶が、安定的に送液配管に導入されインクジェットヘッドに供給されるからである。また、タンク下部の上側部分の材質が熱を伝導しにくいものであれば、タンク上部に充填された強誘電性液晶に、タンク下部用加熱手段により加熱されたタンク下部の熱が伝導するのを防ぐことができるからである。 The material for the lower part of the tank is not particularly limited as long as it can store a ferroelectric liquid crystal, can be heated by heating means for the lower part of the tank, and can be depressurized by the lowering means for the lower part of the tank. Although there is no, the lower part of the lower part of the tank where the ferroelectric liquid crystal is temporarily stored easily conducts heat, and the upper part of the lower part of the tank where the predetermined space as described above exists is difficult to conduct heat. It is preferable. This is because if the material of the lower part of the lower part of the tank is easy to conduct heat, the ferroelectric liquid crystal temporarily stored in the lower part of the tank is stably introduced into the liquid supply pipe and supplied to the inkjet head. . If the material of the upper part of the lower part of the tank is difficult to conduct heat, the heat of the lower part of the tank heated by the heating means for the lower part of the tank is conducted to the ferroelectric liquid crystal filled in the upper part of the tank. This is because it can be prevented.
また、タンク下部の加熱温度としては、強誘電性液晶が送液配管に導入されインクジェットヘッドに供給されるのに適した温度に設定され、好ましくは、強誘電性液晶が吐出されるのに適した温度に設定される。具体的には、タンク下部の加熱温度は、強誘電性液晶のネマチック相以上の温度に設定される。なお、強誘電性液晶のネマチック相以上の温度の具体例については、上記フィルタの項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The heating temperature at the bottom of the tank is set to a temperature suitable for the ferroelectric liquid crystal to be introduced into the liquid feeding pipe and supplied to the inkjet head, and preferably suitable for discharging the ferroelectric liquid crystal. Temperature is set. Specifically, the heating temperature at the bottom of the tank is set to a temperature equal to or higher than the nematic phase of the ferroelectric liquid crystal. A specific example of the temperature above the nematic phase of the ferroelectric liquid crystal is the same as that described in the section of the filter, and the description thereof is omitted here.
中でも、タンク下部の加熱温度は、Ｎ相−Ｃｈ相転移温度またはＮ相−ＳｍＣ＊相転移温度またはＮ相−ＳｍＡ相転移温度よりも１０℃〜２０℃程度高い温度に設定されることが好ましい。具体的なタンク下部の加熱温度としては、強誘電性液晶の種類によって異なり、適宜選択される。 In particular, the heating temperature at the bottom of the tank is preferably set to a temperature that is about 10 ° C. to 20 ° C. higher than the N phase-Ch phase transition temperature or the N phase-SmC * phase transition temperature or the N phase-SmA phase transition temperature. . The specific heating temperature at the bottom of the tank varies depending on the type of ferroelectric liquid crystal and is appropriately selected.
（４）プレフィルタ
本発明においては、タンク上部のフィルタの近傍にプレフィルタが設けられていてもよい。このプレフィルタは、強誘電性液晶に混入した比較的大きな異物を除去する機能を有している。また、プレフィルタは、タンク上部に強誘電性液晶を留める機能を有していてもよい。
(4) Prefilter In this invention, the prefilter may be provided in the vicinity of the filter of the tank upper part. This pre-filter has a function of removing relatively large foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal. The prefilter may have a function of holding the ferroelectric liquid crystal on the upper part of the tank.
プレフィルタの孔径としては、タンク上部に加温されて粘度が低下した強誘電性液晶が通過できる程度の径であり、かつ、強誘電性液晶に混入した比較的大きな異物を除去することができる径であればよい。具体的に、プレフィルタの孔径としては、５μｍ〜３０μｍ程度とすることができる。プレフィルタの孔径が上記範囲であれば、加温されていない強誘電性液晶をタンク上部に充分に留めておくことができる。 The pore diameter of the prefilter is such that the ferroelectric liquid crystal whose viscosity is lowered by heating at the upper part of the tank can pass therethrough, and relatively large foreign matters mixed in the ferroelectric liquid crystal can be removed. Any diameter may be used. Specifically, the pore size of the prefilter can be about 5 μm to 30 μm. If the pore diameter of the prefilter is within the above range, the unheated ferroelectric liquid crystal can be sufficiently retained at the upper part of the tank.
なお、プレフィルタの材質および形状については、上記フィルタと同様であるので、ここでの説明は省略する。 Note that the material and shape of the pre-filter are the same as those of the above-described filter, and thus description thereof is omitted here.
プレフィルタの形成位置としては、タンク上部のフィルタの近傍であればよい。中でも、プレフィルタは、フィルタおよびプレフィルタの間に位置する強誘電性液晶の温度が下がらない程度に近接していることが好ましい。 The formation position of the prefilter may be in the vicinity of the filter in the upper part of the tank. Especially, it is preferable that the prefilter is close enough that the temperature of the ferroelectric liquid crystal positioned between the filter and the prefilter does not decrease.
通常、プレフィルタは、上記フィルタと同様に、加熱されるものである。なお、プレフィルタの加熱温度としては、上記フィルタの加熱温度と同様であるので、ここでの説明は省略する。 Usually, the prefilter is heated in the same manner as the above filter. Note that the heating temperature of the prefilter is the same as the heating temperature of the filter, and thus the description thereof is omitted here.
（５）液晶用バルブ
本発明においては、タンク上部およびタンク下部の間に、強誘電性液晶の通過を制御する液晶用バルブが設けられていてもよい。
液晶用バルブとしては、強誘電性液晶の通過を制御することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的なバルブを用いることができる。
(5) Liquid crystal valve In the present invention, a liquid crystal valve for controlling the passage of the ferroelectric liquid crystal may be provided between the tank upper part and the tank lower part.
The liquid crystal valve is not particularly limited as long as it can control the passage of the ferroelectric liquid crystal, and a general valve can be used.
２．フィルタ用加熱手段
本発明に用いられるフィルタ用加熱手段は、フィルタを加熱するものである。フィルタ用加熱手段によってフィルタを加熱することにより、フィルタ周辺のタンク上部内の強誘電性液晶が加温される。
2. Filter heating means The filter heating means used in the present invention heats the filter. By heating the filter by the filter heating means, the ferroelectric liquid crystal in the tank upper part around the filter is heated.
フィルタ用加熱手段としては、フィルタを加熱できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、フィルタを直接的に加熱するものと、フィルタを間接的に加熱するものとが挙げられる。フィルタの材質が金属等である場合には、フィルタを直接的に加熱するものが用いられ、フィルタの材質が樹脂等である場合には、フィルタを間接的に加熱するものが用いられる。 The filter heating means is not particularly limited as long as it can heat the filter, and examples thereof include those that directly heat the filter and those that indirectly heat the filter. When the material of the filter is metal or the like, a material that directly heats the filter is used. When the material of the filter is resin or the like, a material that heats the filter indirectly is used.
フィルタを直接的に加熱するものは、フィルタ自体を加熱して、加熱されたフィルタの熱によってフィルタ周辺の強誘電性液晶を加温するものである。この場合のフィルタ用加熱手段としては、一般的な加熱手段を用いることができ、例えば、ヒーター、通電加熱装置等が挙げられる。 The filter that directly heats the filter heats the filter itself and heats the ferroelectric liquid crystal around the filter by the heat of the heated filter. As the heating means for the filter in this case, a general heating means can be used, and examples thereof include a heater and an energization heating device.
また、フィルタを間接的に加熱するものは、フィルタ周辺を加熱することによってフィルタ周辺の強誘電性液晶を加温するものである。この場合のフィルタ用加熱手段としては、一般的な加熱手段を用いることができ、例えば、カートリッジ型ヒーター等のヒーターや、金属性メッシュとヒーターや通電装置等との併用が挙げられる。ヒーター等を用いる場合には、ヒーター等によってフィルタ周辺を加熱することができる。また、金属性メッシュとヒーターや通電装置等とを併用する場合には、金属性メッシュをヒーターや通電装置等によって加熱し、加熱された金属性メッシュの熱によってフィルタ周辺を加熱することができる。 Moreover, what heats a filter indirectly heats the ferroelectric liquid crystal around a filter by heating the filter periphery. As the heating means for the filter in this case, a general heating means can be used, and examples thereof include a heater such as a cartridge type heater, and a combined use of a metallic mesh and a heater or a current-carrying device. When a heater or the like is used, the periphery of the filter can be heated by the heater or the like. Moreover, when using together a metallic mesh and a heater, an electricity supply apparatus, etc., a metallic mesh can be heated with a heater, an electricity supply apparatus, etc., and the filter periphery can be heated with the heat of the heated metallic mesh.
金属性メッシュとヒーターや通電装置等とを併用する場合、金属性メッシュの位置としては、フィルタ周辺を加熱することができればよく、フィルタの近傍であればよい。中でも、金属性メッシュはフィルタに接するように配置されていることが好ましい。 When the metallic mesh is used in combination with a heater, a current-carrying device, etc., the position of the metallic mesh is not limited as long as the periphery of the filter can be heated and may be in the vicinity of the filter. Especially, it is preferable that the metallic mesh is arrange | positioned so that a filter may be contact | connected.
また、金属性メッシュの孔径としては、加温された強誘電性液晶を通過させるために、上記のフィルタおよびプレフィルタの孔径よりも大きいことが好ましい。具体的には、金属性メッシュの孔径は、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度とすることができる。 Further, the hole diameter of the metallic mesh is preferably larger than the hole diameters of the above-mentioned filter and prefilter in order to allow the heated ferroelectric liquid crystal to pass therethrough. Specifically, the hole diameter of the metallic mesh can be about 0.5 mm to 3 mm.
３．タンク下部用減圧手段
本発明に用いられるタンク下部用減圧手段は、タンク下部を減圧するものである。
タンク下部用減圧手段としては、タンク下部を減圧できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な減圧手段を用いることができる。例えば、真空ポンプ等が挙げられる。
3. Tank lower pressure reducing means The tank lower pressure reducing means used in the present invention depressurizes the tank lower part.
The tank lower pressure reducing means is not particularly limited as long as the tank lower pressure can be reduced, and a general pressure reducing means can be used. For example, a vacuum pump etc. are mentioned.
４．タンク下部用加熱手段
本発明に用いられるタンク下部用加熱手段は、タンク下部を加熱するものであり、タンク下部に滴下され、一時溜められた強誘電性液晶を加温するものである。
タンク下部用加熱手段としては、タンク下部を加熱することができるものであれば特に限定されるものではなく、上記フィルタ用加熱手段の項に記載したような、一般的な加熱手段を用いることができる。
4). Tank Lower Heating Means The tank lower heating means used in the present invention heats the tank lower portion and heats the ferroelectric liquid crystal dripped and temporarily stored in the tank lower portion.
The heating means for the tank lower part is not particularly limited as long as it can heat the lower part of the tank, and a general heating means as described in the section of the heating means for the filter is used. it can.
５．インクジェットヘッド
本発明に用いられるインクジェットヘッドは、上記インクタンクから供給される強誘電性液晶を吐出するものであり、ヘッド用加熱手段により加熱されるものである。
5. Inkjet Head The inkjet head used in the present invention discharges the ferroelectric liquid crystal supplied from the ink tank and is heated by the heating means for the head.
インクジェットヘッドは、所望の一定量を吐出できるものであれば特に限定されるものではない。インクジェットヘッドとしては、例えば、圧電方式（ピエゾ方式）のもの、サーマル方式のものを挙げることができる。中でも、圧電方式のインクジェットヘッドが好ましい。サーマル方式では、強誘電性液晶を突沸させる必要があるが、通常、強誘電性液晶単体で突沸させることは困難だからである。 The inkjet head is not particularly limited as long as it can discharge a desired amount. Examples of the ink jet head include a piezoelectric type (piezo type) and a thermal type. Among these, a piezoelectric inkjet head is preferable. In the thermal method, it is necessary to bump the ferroelectric liquid crystal, but it is usually difficult to bump the ferroelectric liquid crystal alone.
インクジェットヘッドが有する吐出口の数は、１つであってもよく、複数であってよい。中でも、インクジェットヘッドが複数の吐出口を有することが好ましい。インクジェットヘッドが複数の吐出口を有することにより、同時に複数箇所への強誘電性液晶の吐出が可能となるからである。 The number of ejection ports that the inkjet head has may be one or plural. Especially, it is preferable that the inkjet head has a plurality of ejection openings. This is because when the inkjet head has a plurality of ejection openings, the ferroelectric liquid crystal can be ejected to a plurality of locations at the same time.
また、インクジェットヘッドは、インクジェットヘッド内で強誘電性液晶を一次的に溜め込むマニホールド部と、このマニホールド部から吐出口へ強誘電性液晶を送液するオリフィス部とを有することが好ましい。例えば、インクジェットヘッドが複数の吐出口を有する場合、マニホールド部とオリフィス部とを有することにより、強誘電性液晶を複数の吐出口から均一に吐出することが容易になるからである。 The ink jet head preferably has a manifold part for temporarily storing the ferroelectric liquid crystal in the ink jet head and an orifice part for feeding the ferroelectric liquid crystal from the manifold part to the discharge port. For example, when the inkjet head has a plurality of discharge ports, it is easy to discharge the ferroelectric liquid crystal uniformly from the plurality of discharge ports by having the manifold portion and the orifice portion.
インクジェットヘッドの加熱温度としては、強誘電性液晶の吐出に適した温度に設定される。具体的には、インクジェットヘッドの加熱温度は、強誘電性液晶のネマチック相以上の温度に設定される。なお、強誘電性液晶のネマチック相以上の温度の具体例については、上記フィルタの項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 The heating temperature of the inkjet head is set to a temperature suitable for discharging the ferroelectric liquid crystal. Specifically, the heating temperature of the inkjet head is set to a temperature equal to or higher than the nematic phase of the ferroelectric liquid crystal. A specific example of the temperature above the nematic phase of the ferroelectric liquid crystal is the same as that described in the section of the filter, and the description thereof is omitted here.
中でも、インクジェットヘッドの加熱温度は、Ｎ相−Ｃｈ相転移温度またはＮ相−ＳｍＣ＊相転移温度またはＮ相−ＳｍＡ相転移温度よりも１０℃〜２０℃程度高い温度に設定されることが好ましい。具体的なインクジェットヘッドの加熱温度としては、強誘電性液晶の種類によって異なり、適宜選択される。 In particular, the heating temperature of the inkjet head is preferably set to a temperature that is about 10 ° C. to 20 ° C. higher than the N phase-Ch phase transition temperature or the N phase-SmC * phase transition temperature or the N phase-SmA phase transition temperature. . The specific heating temperature of the inkjet head varies depending on the type of the ferroelectric liquid crystal and is appropriately selected.
６．ヘッド用加熱手段
本発明に用いられるヘッド用加熱手段は、インクジェットヘッドを加熱するものであり、インクジェットヘッドに供給される強誘電性液晶を加温するものである。
ヘッド用加熱手段としては、インクジェットヘッドを加熱することができるものであれば特に限定されるものではなく、上記フィルタ用加熱手段の項に記載したような、一般的な加熱手段を用いることができる。
6). Head heating means The head heating means used in the present invention heats the inkjet head and heats the ferroelectric liquid crystal supplied to the inkjet head.
The head heating means is not particularly limited as long as it can heat the ink jet head, and general heating means such as those described in the section of the filter heating means can be used. .
インクジェットヘッドおよびタンク下部の加熱温度は、上述したように、略同一の温度に設定できることから、ヘッド用加熱手段とタンク下部用加熱手段とは、別個に設けられていてもよく、一体化されていてもよい。ヘッド用加熱手段およびタンク下部用加熱手段が一体化されている場合には、タンク下部およびインクジェットヘッドだけでなく、送液配管も、ひとつの加熱手段で加熱することができる。
タンク下部および送液配管の加熱温度は、ネマチック相以上の温度であればそれほど厳密に制御する必要はないが、送液配管の形状や、熱容量、放熱の関係で、加熱の効率が大きく変わる場合には、インクジェットヘッド、タンク下部、送液配管等は、それぞれ別個に加熱手段を設けることが好ましい。
Since the heating temperature of the inkjet head and the tank lower part can be set to substantially the same temperature as described above, the head heating means and the tank lower heating means may be provided separately or integrated. May be. When the head heating means and the tank lower heating means are integrated, not only the tank lower part and the ink jet head but also the liquid feeding pipe can be heated by one heating means.
It is not necessary to control the heating temperature of the tank lower part and the liquid supply piping so much as long as the temperature is equal to or higher than the nematic phase, but the heating efficiency varies greatly depending on the shape of the liquid supply piping, heat capacity, and heat dissipation. In addition, it is preferable that the ink jet head, the lower part of the tank, the liquid feeding pipe, etc. are provided with heating means separately.
７．送液配管
本発明における送液配管は、上記のインクタンクおよびインクジェットヘッドを連通するものである。
7). Liquid Supply Pipe The liquid supply pipe in the present invention communicates the ink tank and the ink jet head.
送液配管は、可撓性を有していてもよく、有さなくてもよい。強誘電性液晶を吐出するために、基板を固定してインクジェットヘッドを所定の位置へ動作させる場合には、インクジェットヘッドの動作に追従できるように、送液配管は可撓性を有することが好ましい。この場合、送液配管は、一部分が可撓性を有していてもよく、全体として可撓性を有していてもよい。一方、強誘電性液晶を吐出するために、インクジェットヘッドを固定して基板を所定の位置へ動作させる場合には、液配管は、可撓性を有していてもよく、有さなくてもよい。通常、精密に強誘電性液晶の吐出量を制御する場合には、インクジェットヘッドを固定して基板を動作させる。 The liquid feeding pipe may or may not have flexibility. In order to discharge the ferroelectric liquid crystal, when the substrate is fixed and the ink jet head is moved to a predetermined position, the liquid supply pipe is preferably flexible so that the operation of the ink jet head can be followed. . In this case, a part of the liquid supply pipe may have flexibility, or may have flexibility as a whole. On the other hand, when the inkjet head is fixed and the substrate is moved to a predetermined position in order to discharge the ferroelectric liquid crystal, the liquid pipe may or may not have flexibility. Good. Usually, when precisely controlling the discharge amount of the ferroelectric liquid crystal, the substrate is operated with the ink jet head fixed.
送液配管の材質としては、特に限定されるものではなく、上述したような可撓性の有無に応じて適宜選択される。 The material of the liquid feeding pipe is not particularly limited, and is appropriately selected according to the presence / absence of flexibility as described above.
また、送液配管の長さ、孔径等については、インクタンクとインクジェットヘッドとの距離や、インクジェットヘッドからの強誘電性液晶の吐出量等に応じて、適宜選択される。 Further, the length, hole diameter, and the like of the liquid supply pipe are appropriately selected according to the distance between the ink tank and the inkjet head, the discharge amount of the ferroelectric liquid crystal from the inkjet head, and the like.
８．タンク上部用加圧手段
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、タンク上部を加圧するタンク上部用加圧手段を有していてもよい。
本発明に用いられるタンク上部用加圧手段としては、タンク上部を加圧できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な加圧手段を用いることができる。例えば、シリンジ方式のディスペンサ、ポンプ等が挙げられる。
8). Tank Upper Pressure Unit The ferroelectric liquid crystal inkjet apparatus of the present invention may have a tank upper pressure unit that pressurizes the tank upper side.
The tank upper pressurizing means used in the present invention is not particularly limited as long as it can pressurize the upper tank, and a general pressurizing means can be used. For example, a syringe-type dispenser, a pump, etc. are mentioned.
９．タンク上部用冷却手段
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、タンク上部を冷却するタンク上部用冷却手段を有していてもよい。タンク上部用冷却手段は、タンク上部に充填される強誘電性液晶を冷却するものである。
本発明に用いられるタンク上部用冷却手段としては、タンク上部を冷却できるものであれば特に限定されるものではなく、一般的な冷却手段を用いることができる。例えば、送風機、水冷式冷却機、ペルチェ素子等が挙げられる。
9. Tank Upper Cooling Unit The ferroelectric liquid crystal inkjet apparatus of the present invention may have a tank upper cooling unit that cools the tank upper portion. The tank upper cooling means cools the ferroelectric liquid crystal filled in the tank upper portion.
The tank upper cooling means used in the present invention is not particularly limited as long as the tank upper part can be cooled, and general cooling means can be used. For example, an air blower, a water cooling type cooler, a Peltier device, etc. are mentioned.
１０．フィルタ加熱制御手段
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、上記タンク下部に溜められる上記強誘電性液晶の量が所定量に保たれるように、上記フィルタ用加熱手段による上記フィルタの加熱を制御するフィルタ加熱制御手段を有していてもよい。タンク下部に溜められる強誘電性液晶の量を所定量に保ち、タンク下部に溜められる強誘電性液晶の量、すなわち加温される強誘電性液晶の量を制御することで、強誘電性液晶の劣化を効果的に抑制することができるからである。
10. Filter heating control means The inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal according to the present invention controls the heating of the filter by the heating means for the filter so that the amount of the ferroelectric liquid crystal stored in the lower part of the tank is maintained at a predetermined amount. You may have the filter heating control means to control. The amount of ferroelectric liquid crystal stored in the lower part of the tank is kept at a predetermined level, and the amount of ferroelectric liquid crystal stored in the lower part of the tank, that is, the amount of ferroelectric liquid crystal to be heated is controlled. This is because deterioration of the film can be effectively suppressed.
本発明に用いられるフィルタ加熱制御手段としては、タンク下部に溜められる強誘電性液晶の量が所定量に保たれるように、フィルタ用加熱手段によるフィルタの加熱を制御するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、タンク下部に溜められた強誘電性液晶の量を測定し、強誘電性液晶の量が所定量よりも少なくなった場合にはフィルタ用加熱手段によるフィルタの加熱を開始し、強誘電性液晶の量が所定量よりも多くなった場合にはフィルタ用加熱手段によるフィルタの加熱を停止する制御手段を挙げることができる。 The filter heating control means used in the present invention is not particularly limited as long as it controls the heating of the filter by the filter heating means so that the amount of the ferroelectric liquid crystal stored in the lower part of the tank is maintained at a predetermined amount. For example, the amount of the ferroelectric liquid crystal stored in the lower part of the tank is measured, and when the amount of the ferroelectric liquid crystal is less than a predetermined amount, the filter is heated by the heating means for the filter. A control unit that starts and stops heating of the filter by the heating unit for the filter when the amount of the ferroelectric liquid crystal is larger than a predetermined amount can be mentioned.
１１．タンク下部圧力制御手段
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、上記タンク下部の圧力を制御するタンク下部圧力制御手段を有していてもよい。
11. Tank Lower Pressure Control Unit The ferroelectric liquid crystal inkjet apparatus of the present invention may have tank lower pressure control unit for controlling the pressure in the tank lower portion.
タンク下部圧力制御手段としては、タンク下部の圧力を制御することができるものであればよく、減圧手段および加圧手段のいずれであってもよい。また、減圧手段のみであってもよく、加圧手段のみであってもよく、減圧手段および加圧手段の両方であってもよい。 The tank lower pressure control means may be any means that can control the pressure in the lower tank, and may be either a pressure reducing means or a pressurizing means. Further, only the decompression means, only the pressurization means, or both the decompression means and the pressurization means may be used.
なお、減圧手段については、上記タンク下部用減圧手段と同様であり、また加圧手段については、上記タンク上部用加圧手段と同様であるので、ここでの説明は省略する。 The pressure reducing means is the same as the tank lower pressure reducing means, and the pressurizing means is the same as the tank upper pressure applying means, and the description thereof is omitted here.
タンク下部圧力制御手段が減圧手段である場合には、タンク下部用減圧手段とタンク下部圧力制御手段は、別個に設けられていてもよく、一体化されていてもよい。 When the tank lower pressure control means is a pressure reducing means, the tank lower pressure reducing means and the tank lower pressure control means may be provided separately or may be integrated.
１２．プレフィルタ用加熱手段
本発明において、プレフィルタが設けられている場合には、通常、プレフィルタを加熱するプレフィルタ用加熱手段が配置される。なお、プレフィルタ用加熱手段については、フィルタ用加熱手段と同様であるので、ここでの説明は省略する。
12 Prefilter heating means In the present invention, when a prefilter is provided, a prefilter heating means for heating the prefilter is usually arranged. Note that the prefilter heating means is the same as the filter heating means, and a description thereof will be omitted here.
プレフィルタおよびフィルタの加熱温度は、上述したように、略同一の温度に設定できることから、プレフィルタ用加熱手段とフィルタ用加熱手段とは、別個に設けられていてもよく、一体化されていてもよい。 Since the heating temperature of the prefilter and the filter can be set to substantially the same temperature as described above, the heating means for prefilter and the heating means for filter may be provided separately or integrated. Also good.
１３．用途
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置は、強誘電性液晶を吐出するために用いられるものである。中でも、液晶表示素子における液晶層を形成するために用いられることが好ましい。
13. Application The inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal according to the present invention is used for discharging ferroelectric liquid crystal. Among these, it is preferably used for forming a liquid crystal layer in a liquid crystal display element.
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置に用いられる強誘電性液晶としては、ＳｍＣ＊相を発現するものであれば特に限定されるものではない。なお、強誘電性液晶の相系列としては、降温過程において、例えば、Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＣ＊相と相変化するもの、Ｎ相−ＳｍＣ＊相と相変化するもの、Ｎ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化するもの、Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化するもの、などを挙げることができる。 The ferroelectric liquid crystal used in the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal of the present invention is not particularly limited as long as it exhibits an SmC * phase. The phase sequence of the ferroelectric liquid crystal includes, for example, those that change phase with the N phase-Ch phase-SmC * phase, those that change phase with the N phase-SmC * phase, and N phase-SmA phase in the temperature lowering process. Examples thereof include those that change phase with -SmC * phase, those that change phase with N phase-Ch phase-SmA phase-SmC * phase, and the like.
本発明の強誘電性液晶用インクジェット装置を用いて、フィールドシーケンシャルカラー方式により駆動する液晶表示素子における液晶層を形成する場合には、強誘電性液晶として、単安定性を示す液晶材料を用いることが好ましい。 When forming a liquid crystal layer in a liquid crystal display element driven by a field sequential color system using the inkjet apparatus for ferroelectric liquid crystal of the present invention, a liquid crystal material exhibiting monostability is used as the ferroelectric liquid crystal. Is preferred.
なお、「単安定性を示す」とは、電圧無印加時の強誘電性液晶の状態がひとつの状態で安定化している状態をいう。強誘電性液晶は、図５に例示するように、液晶分子３０が層法線ｚから傾いており、層法線ｚに垂直な底面を有する円錐（コーン）の稜線に沿って回転する。このような円錐（コーン）において、液晶分子３０の層法線ｚに対する傾き角をチルト角θという。このように、液晶分子３０は層法線ｚに対しチルト角±θだけ傾く二つの状態間をコーン上に動作することができる。具体的に説明すると、単安定性を示すとは、電圧無印加時に液晶分子３０がコーン上のいずれかひとつの状態で安定化している状態をいう。
“Showing monostability” means a state in which the state of the ferroelectric liquid crystal when no voltage is applied is stabilized in one state. In the ferroelectric liquid crystal, as illustrated in FIG. 5, the
単安定性を示す液晶材料の中でも、例えば図６に示すような、正負いずれかの電圧を印加したときにのみ液晶分子が動作する、ｈａｌｆ−Ｖ ｓｈａｐｅｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（以下、ＨＶ字型スイッチングと称する。）特性を示すものが特に好ましい。このようなＨＶ字型スイッチング特性を示す強誘電性液晶を用いると、白黒シャッターとしての開口時間を十分に長くとることができ、これにより時間的に切り替えられる各色をより明るく表示することができ、明るいカラー表示の液晶表示素子を実現することができるからである。
なお、「ＨＶ字型スイッチング特性」とは、印加電圧に対する光透過率が非対称な電気光学特性をいう。
Among liquid crystal materials exhibiting monostability, for example, as shown in FIG. 6, the liquid crystal molecules operate only when a positive or negative voltage is applied, which is hereinafter referred to as “half-V shaped switching” (hereinafter referred to as HV-shaped switching). ) Those exhibiting characteristics are particularly preferred. When the ferroelectric liquid crystal exhibiting such HV-shaped switching characteristics is used, the opening time as a black and white shutter can be made sufficiently long, whereby each color that can be temporally switched can be displayed brighter. This is because a bright color display liquid crystal display element can be realized.
The “HV-shaped switching characteristic” refers to an electro-optical characteristic in which the light transmittance with respect to an applied voltage is asymmetric.
このような強誘電性液晶としては、一般に知られる液晶材料の中から要求特性に応じて種々選択することができる。 Such a ferroelectric liquid crystal can be variously selected from generally known liquid crystal materials according to required characteristics.
特に、Ｃｈ相からＳｍＡ相を経由しないでＳｍＣ＊相を発現する液晶材料は、ＨＶ字型スイッチング特性を示すものとして好適である。具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製「Ｒ２３０１」が挙げられる。 In particular, a liquid crystal material that exhibits an SmC * phase from the Ch phase without passing through the SmA phase is suitable as a material that exhibits HV-shaped switching characteristics. Specifically, “R2301” manufactured by AZ Electronic Materials may be mentioned.
また、ＳｍＡ相を経由する液晶材料としては、材料選択の幅が広いことから、Ｃｈ相からＳｍＡ相を経由してＳｍＣ＊相を発現するものが好ましい。この場合、ＳｍＣ＊相を示す単一の液晶材料を用いることもできるが、低粘度でＳｍＣ相を示しやすいノンカイラルな液晶（以下、ホスト液晶とする場合がある。）に、それ自身ではＳｍＣ相を示さないが大きな自発分極と適当な螺旋ピッチを誘起する光学活性物質を少量添加することにより、上記のような相系列を示す液晶材料が、低粘度であり、より速い応答性を実現できることから好ましい。 In addition, as the liquid crystal material that passes through the SmA phase, a material that expresses the SmC * phase from the Ch phase through the SmA phase is preferable because of a wide range of material selection. In this case, a single liquid crystal material exhibiting an SmC * phase can be used, but a non-chiral liquid crystal (hereinafter sometimes referred to as a host liquid crystal) having a low viscosity and easily exhibiting an SmC phase is used. By adding a small amount of an optically active substance that does not show large spontaneous polarization and an appropriate helical pitch, the liquid crystal material showing the phase sequence as described above has low viscosity and can realize faster response. preferable.
上記ホスト液晶としては、広い温度範囲でＳｍＣ相を示す材料であることが好ましく、一般に強誘電性液晶のホスト液晶として知られているものであれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、下記一般式：
Ｒａ−Ｑ１−Ｘ１−（Ｑ２−Ｙ１）ｍ−Ｑ３−Ｒｂ
（式中、ＲａおよびＲｂはそれぞれ、直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Ｑ１、Ｑ２およびＱ３はそれぞれ、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピラジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基であり、これらの基はハロゲン原子、水酸基、シアノ基等の置換基を有していてもよく、Ｘ１およびＹ１はそれぞれ、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、ｍは０または１である。）で表される化合物を使用することができる。ホスト液晶としては、上記化合物を１種単独でも２種以上を組み合わせて用いることもできる。
The host liquid crystal is preferably a material exhibiting an SmC phase in a wide temperature range, and can be used without particular limitation as long as it is generally known as a host liquid crystal of a ferroelectric liquid crystal. For example, the general formula:
Ra-Q 1 -X 1 - ( Q 2 -Y 1) m -Q 3 -Rb
(In the formula, Ra and Rb are each a linear or branched alkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, alkanoyloxy group or alkoxycarbonyloxy group, and Q 1 , Q 2 and Q 3 are each 1 , 4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, pyridine-2,5-diyl group, pyrazine-2,5-diyl group, pyridazine-3,6-diyl group, 1,3-dioxane-2,5 -Diyl group, and these groups may have a substituent such as a halogen atom, a hydroxyl group, and a cyano group, and X 1 and Y 1 are each —COO—, —OCO—, —CH 2 O— , —OCH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —C≡C—, or a single bond, and m is 0 or 1.). As the host liquid crystal, the above compounds can be used alone or in combination of two or more.
上記ホスト液晶に添加する光学活性物質としては、自発分極が大きく、適当な螺旋ピッチを誘起する能力を持った材料であれば特に限定されるものではなく、一般にＳｍＣ相を示す液晶組成物に添加する材料として知られるものを使用することができる。特に少量の添加量で大きな自発分極を誘起できる材料であることが好ましい。このような光学活性物質としては、例えば、下記一般式：
Ｒｃ−Ｑ１−Ｚａ−Ｑ２−Ｚｂ−Ｑ３−Ｚｃ−Ｒｄ
（式中、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は上記一般式と同じ意味を表し、ＺａおよびＺｂは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ−、−Ｎ（→Ｏ）＝Ｎ−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｓ−または単結合であり、Ｒｃは不斉炭素原子を有していてもよい直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、Ｒｄは不斉炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイルオキシ基またはアルコキシカルボニルオキシ基であり、ＲｃおよびＲｄはハロゲン原子、シアノ基、水酸基で置換されていてもよい。）で表される化合物を使用することができる。光学活性物質としては、上記化合物を１種単独でも２種以上を組み合わせて用いることもできる。
The optically active substance added to the host liquid crystal is not particularly limited as long as it is a material having a large spontaneous polarization and the ability to induce an appropriate helical pitch, and is generally added to a liquid crystal composition exhibiting an SmC phase. Any known material can be used. In particular, a material that can induce large spontaneous polarization with a small addition amount is preferable. Examples of such an optically active substance include the following general formula:
Rc-Q 1 -Za-Q 2 -Zb-Q 3 -Zc-Rd
(In the formula, Q 1 , Q 2 and Q 3 represent the same meaning as in the above general formula, and Za and Zb represent —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CH 2 CH 2, respectively. -, -C≡C-, -CH = N-, -N = N-, -N (→ O) = N-, -C (= O) S- or a single bond, and Rc is an asymmetric carbon atom. A linear or branched alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkanoyloxy group or an alkoxycarbonyloxy group, which may have Rd is a linear or branched alkyl group having an asymmetric carbon atom An alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an alkanoyloxy group or an alkoxycarbonyloxy group, wherein Rc and Rd may be substituted with a halogen atom, a cyano group or a hydroxyl group). can do. As the optically active substance, the above compounds may be used alone or in combination of two or more.
ＳｍＡ相を経由する強誘電性液晶として、具体的には、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製「ＦＥＬＩＸＭ４８５１−１００」などが挙げられる。 Specific examples of the ferroelectric liquid crystal passing through the SmA phase include “FELIXM4851-100” manufactured by AZ Electronic Materials.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
インクジェットヘッドは、ダイマティック社製（商品名：ＳＥ−１２８）を用いた。インクジェットヘッドの側面部にシリコンラバーヒーターを貼り付け、インキチャンバー内の温度が９０℃になるように制御した。このインクジェットヘッドを、リニアガイドによりＸＹ２軸方向に移動可能なステージを有するインクジェット塗布装置に固定し、強誘電性液晶の吐出に併せて、ＸＹステージ上に設置したガラス基板を動かし、ガラス基板上に強誘電性液晶を所望のパターンで塗布することができるようにした。
The following examples illustrate the present invention in more detail.
As an inkjet head, a product made by Daimatic (trade name: SE-128) was used. A silicon rubber heater was attached to the side surface of the ink jet head, and the temperature inside the ink chamber was controlled to 90 ° C. This ink jet head is fixed to an ink jet coating apparatus having a stage movable in the XY two-axis direction by a linear guide, and the glass substrate placed on the XY stage is moved along with the discharge of the ferroelectric liquid crystal so as to be placed on the glass substrate. The ferroelectric liquid crystal can be applied in a desired pattern.
強誘電性液晶を収納するインクタンクは、フィルタを介してタンク上部とタンク下部とからなり、タンク下部のタンク上部との境界には、圧力を制御する空間があるようにした。タンク上部とタンク下部との間には、直径１０ｍｍ、孔径１．０μｍのフィルタを配置し、タンク上部のフィルタの近傍には、直径１０ｍｍ、孔径１０μｍのプレフィルタを配置した。そして、プレフィルタおよびフィルタの上にそれぞれ、直径１０ｍｍ、孔径１ｍｍの金属製メッシュを配置し、これらの金属製メッシュに直接通電することでフィルタおよびプレフィルタの周辺の強誘電性液晶を加温できるようにした。プレフィルタおよびフィルタは、プレフィルタおよびフィルタ間に位置する強誘電性液晶の温度が下がらない程度に、接近させて配置した。 The ink tank for storing the ferroelectric liquid crystal is composed of a tank upper part and a tank lower part through a filter, and a space for controlling pressure is provided at the boundary between the tank lower part and the tank upper part. A filter having a diameter of 10 mm and a pore diameter of 1.0 μm was disposed between the tank upper part and the tank lower part, and a pre-filter having a diameter of 10 mm and a hole diameter of 10 μm was disposed in the vicinity of the filter at the upper part of the tank. Then, a metal mesh having a diameter of 10 mm and a hole diameter of 1 mm is disposed on the prefilter and the filter, respectively, and the ferroelectric liquid crystal around the filter and the prefilter can be heated by directly energizing these metal meshes. I did it. The prefilter and the filter were placed close to each other so that the temperature of the ferroelectric liquid crystal located between the prefilter and the filter did not decrease.
タンク上部およびタンク下部の間の空間を減圧にし、さらにタンク上部の上部から加圧しながら、フィルタおよびプレフィルタの周辺の強誘電性液晶を加温することで、フィルタを通してタンク下部に強誘電性液晶を供給した。 The space between the tank upper and lower tanks is depressurized, and the ferroelectric liquid crystal around the filter and pre-filter is heated while applying pressure from the upper upper part of the tank. Supplied.
タンク下部はあらかじめ加熱されており、同様にあらかじめ加熱され、温度制御された送液配管を通して、インクジェットヘッド内に加温された強誘電性液晶を導入した。タンク下部に溜められた強誘電性液晶の量が所定量になったところで、プレフィルタおよびフィルタの加熱を停止し、タンク上部からタンク下部への強誘電性液晶の供給を停止させた。 The lower part of the tank was preheated, and the ferroelectric liquid crystal heated in the ink jet head was introduced into the ink jet head through a liquid supply pipe which was similarly preheated and temperature-controlled. When the amount of the ferroelectric liquid crystal stored in the lower part of the tank reached a predetermined amount, heating of the prefilter and the filter was stopped, and supply of the ferroelectric liquid crystal from the upper part of the tank to the lower part of the tank was stopped.
ＸＹステージを動作させながら、インクジェットヘッドに吐出制御の電圧を印加し、ピエゾ素子を振動させて強誘電性液晶を吐出させ、ガラス基板上に強誘電性液晶を塗布した。 While operating the XY stage, a discharge control voltage was applied to the inkjet head, the piezoelectric element was vibrated to discharge the ferroelectric liquid crystal, and the ferroelectric liquid crystal was applied onto the glass substrate.
１ … 強誘電性液晶用インクジェット装置
２ … フィルタ
３ … タンク上部
４ … タンク下部
５ … インクタンク
６ … インクジェットヘッド
７ … 送液配管
８ … フィルタ用加熱手段
９ … タンク下部用減圧手段
１０ … タンク下部用加熱手段
１１ … ヘッド用加熱手段
１２ … タンク上部用加圧手段
１３ … タンク上部用冷却手段
１４ … プレフィルタ
１５ … 液晶用バルブ
１６ … タンク下部圧力制御手段
２１、２２、２３ … バルブ
Ｌ … 強誘電性液晶
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
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