JP2000147508A - 液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ラビングを必要とせず、信頼性の高い液晶配
向膜およびそれを短時間高能率に製造する液晶配向膜の
製造方法、さらには上記の配向膜を用いた液晶表示装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 エネルギービーム感応性基及び熱反応性
基を有し、可視光域で透明な樹脂膜３が電極１上に直接
または任意の薄膜を介して間接的に形成され、少なくと
もエネルギービーム感応性基を反応させた液晶配向膜と
なっており、これにより、従来のようなラビング工程を
必要とせずに配向膜を形成でき、低コストで液晶表示装
置を得ることができる。
向膜およびそれを短時間高能率に製造する液晶配向膜の
製造方法、さらには上記の配向膜を用いた液晶表示装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 エネルギービーム感応性基及び熱反応性
基を有し、可視光域で透明な樹脂膜３が電極１上に直接
または任意の薄膜を介して間接的に形成され、少なくと
もエネルギービーム感応性基を反応させた液晶配向膜と
なっており、これにより、従来のようなラビング工程を
必要とせずに配向膜を形成でき、低コストで液晶表示装
置を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶を用いた画像
表示装置およびその製造方法に関するものであり、特
に、ＴＶ画像やコンピュータ画像等を表示する液晶を用
いた平面表示パネルに用いる液晶配向膜およびその製造
方法およびそれを用いた液晶表示装置とその製造方法に
関するものである。
表示装置およびその製造方法に関するものであり、特
に、ＴＶ画像やコンピュータ画像等を表示する液晶を用
いた平面表示パネルに用いる液晶配向膜およびその製造
方法およびそれを用いた液晶表示装置とその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来カラー液晶表示パネルは、マトリッ
クス状に配置された対向電極を形成した２つの基板の間
にポリビニルアルコールやポリイミドをスピナーで塗布
焼成して形成した被膜をフェルト布で擦って（すなわち
ラビング）作製した液晶配向膜を介して液晶を封入した
装置が一般的であった。
クス状に配置された対向電極を形成した２つの基板の間
にポリビニルアルコールやポリイミドをスピナーで塗布
焼成して形成した被膜をフェルト布で擦って（すなわち
ラビング）作製した液晶配向膜を介して液晶を封入した
装置が一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
配向膜の作成は、上記したように、ポリビニルアルコー
ルやポリイミドを有機溶媒に溶解させ回転塗布法などを
用いて塗布形成した後、フェルト布等を用いてラビング
を行なう方法が用いられていたため、大面積パネル（例
えば１４インチディスプレイ）では配向膜の均一コーテ
ィングが困難であり、また、回転塗布では塗布厚が数ミ
クロン程度にもなり、強誘電液晶のような１０００オン
グストローム程度の厚みの配向膜を必要とする表示パネ
ルでは、性能が大幅に低減されるという大きな欠点があ
った。
配向膜の作成は、上記したように、ポリビニルアルコー
ルやポリイミドを有機溶媒に溶解させ回転塗布法などを
用いて塗布形成した後、フェルト布等を用いてラビング
を行なう方法が用いられていたため、大面積パネル（例
えば１４インチディスプレイ）では配向膜の均一コーテ
ィングが困難であり、また、回転塗布では塗布厚が数ミ
クロン程度にもなり、強誘電液晶のような１０００オン
グストローム程度の厚みの配向膜を必要とする表示パネ
ルでは、性能が大幅に低減されるという大きな欠点があ
った。
【０００４】さらに、最近では、ポリビニルシンナメイ
トやポリイミド膜を用いて偏光膜をマスクに露光してラ
ビングフリーの配向膜を提供する方法が開発されつつあ
るが、ポリビニルシンナメイトやポリイミド膜は感光感
度が数Ｊ／ｃｍ2と極めて低く露光に必要とする時間が
数分もかかってしまい実用性に乏しかった。
トやポリイミド膜を用いて偏光膜をマスクに露光してラ
ビングフリーの配向膜を提供する方法が開発されつつあ
るが、ポリビニルシンナメイトやポリイミド膜は感光感
度が数Ｊ／ｃｍ2と極めて低く露光に必要とする時間が
数分もかかってしまい実用性に乏しかった。
【０００５】上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、従
来のようなラビングを必要としない高信頼性の配向膜お
よびそれを短時間高能率に作成する方法を提供すること
にある。また、それを用いた表示パネルおよびその製造
方法を提供ことにある。
来のようなラビングを必要としない高信頼性の配向膜お
よびそれを短時間高能率に作成する方法を提供すること
にある。また、それを用いた表示パネルおよびその製造
方法を提供ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶配向膜は、
上述の目的を達成するものであり、エネルギービーム感
応性基及び熱反応性基を有し、可視光域で透明な樹脂膜
が電極上に直接または任意の薄膜を介して間接的に形成
され、少なくともエネルギービーム感応性基を反応架橋
されている構成となっている。
上述の目的を達成するものであり、エネルギービーム感
応性基及び熱反応性基を有し、可視光域で透明な樹脂膜
が電極上に直接または任意の薄膜を介して間接的に形成
され、少なくともエネルギービーム感応性基を反応架橋
されている構成となっている。
【０００７】また、本発明の液晶配向膜の製造方法は、
電極の形成された所定の基板表面に直接または任意の薄
膜を介して間接的に、エネルギービーム感応性基及び熱
反応性基を有する可視光域で透明な樹脂膜を塗布形成す
る工程と、少なくとも任意のマスクを介してエネルギー
ビームを樹脂膜に照射してエネルギービーム感応性基を
反応架橋する工程とを有する構成となっている。
電極の形成された所定の基板表面に直接または任意の薄
膜を介して間接的に、エネルギービーム感応性基及び熱
反応性基を有する可視光域で透明な樹脂膜を塗布形成す
る工程と、少なくとも任意のマスクを介してエネルギー
ビームを樹脂膜に照射してエネルギービーム感応性基を
反応架橋する工程とを有する構成となっている。
【０００８】そして上記の構成により、従来不良の発生
率が極めて高かったラビング工程を不要とし、それを用
いた表示パネルを極めて低コストに製造できる。
率が極めて高かったラビング工程を不要とし、それを用
いた表示パネルを極めて低コストに製造できる。
【０００９】また本発明の液晶表示装置は、エネルギー
ビーム感応性基及び熱反応性基を有し、可視光域で透明
な樹脂膜が電極上に直接または任意の薄膜を介して間接
的に形成され、少なくともエネルギービーム感応性基を
反応架橋されている液晶配向膜が２つの対向する電極の
少なくとも一方の電極上に形成されており、液晶が２つ
の対向する電極に樹脂膜を介して挟まれている構成とな
っている。
ビーム感応性基及び熱反応性基を有し、可視光域で透明
な樹脂膜が電極上に直接または任意の薄膜を介して間接
的に形成され、少なくともエネルギービーム感応性基を
反応架橋されている液晶配向膜が２つの対向する電極の
少なくとも一方の電極上に形成されており、液晶が２つ
の対向する電極に樹脂膜を介して挟まれている構成とな
っている。
【００１０】さらに本発明の液晶表示装置の製造方法
は、マトリックス状に載置された第１の電極群を有する
第１の基板上に直接または任意の薄膜を介して間接的に
エネルギービーム感応性基及び熱反応性基を有し可視光
域で透明な樹脂膜を塗布形成する工程と、少なくとも任
意のマスクを介してエネルギービームを照射してエネル
ギービーム感応性基を反応架橋させる工程と、第１の電
極群と対向するように載置した第２の電極叉は電極群を
有する第２の基板をそれぞれの電極側が対向するように
位置合わせして接着固定する工程と、第１と第２の基板
に所定の液晶を注入する工程とを有する構成となってい
る。
は、マトリックス状に載置された第１の電極群を有する
第１の基板上に直接または任意の薄膜を介して間接的に
エネルギービーム感応性基及び熱反応性基を有し可視光
域で透明な樹脂膜を塗布形成する工程と、少なくとも任
意のマスクを介してエネルギービームを照射してエネル
ギービーム感応性基を反応架橋させる工程と、第１の電
極群と対向するように載置した第２の電極叉は電極群を
有する第２の基板をそれぞれの電極側が対向するように
位置合わせして接着固定する工程と、第１と第２の基板
に所定の液晶を注入する工程とを有する構成となってい
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下では本発明の実施の形態にお
ける配向膜について説明する。
ける配向膜について説明する。
【００１２】そこでまず本実施の形態における配向膜の
概要について説明する。
概要について説明する。
【００１３】まずあらかじめ、電極の形成された所定の
基板表面に直接または任意の薄膜を介して間接的にエネ
ルギービーム感応性基と熱反応性基を持つ可視光域で透
明な樹脂膜を塗布形成する。次に、任意のマスクを介し
てエネルギービームを照射して前記エネルギービーム感
応性基を反応架橋させる。
基板表面に直接または任意の薄膜を介して間接的にエネ
ルギービーム感応性基と熱反応性基を持つ可視光域で透
明な樹脂膜を塗布形成する。次に、任意のマスクを介し
てエネルギービームを照射して前記エネルギービーム感
応性基を反応架橋させる。
【００１４】なお、ここでは、エネルギービーム感応性
基と熱反応性基を有する樹脂膜を用いているが、エネル
ギービーム感応性基、好ましくは化学式（化１）で表さ
れるエネルギービーム感応性基を有する樹脂膜であれ
ば、同様の効果を奏することができ、本発明に係る液晶
配向膜、液晶表示装置を得ることができる。
基と熱反応性基を有する樹脂膜を用いているが、エネル
ギービーム感応性基、好ましくは化学式（化１）で表さ
れるエネルギービーム感応性基を有する樹脂膜であれ
ば、同様の効果を奏することができ、本発明に係る液晶
配向膜、液晶表示装置を得ることができる。
【００１５】さらに、ここでは、可視光域で透明な樹脂
膜を用いているが、可視光域で透明ではない樹脂膜を用
いても、同様の効果を奏することができ、本発明に係る
液晶配向膜、液晶表示装置を得ることができる。
膜を用いているが、可視光域で透明ではない樹脂膜を用
いても、同様の効果を奏することができ、本発明に係る
液晶配向膜、液晶表示装置を得ることができる。
【００１６】エネルギービーム感応性基が感光性基であ
り、マスクを介して光を照射して前記被膜内の感光性基
を反応させ、主鎖間を架橋するとともに側鎖基を配向固
定する工程をもちいれば、従来のようなラビングを必要
とせず通常の露光機が使用可能となり液晶配向膜の製造
工程を簡略化できる。
り、マスクを介して光を照射して前記被膜内の感光性基
を反応させ、主鎖間を架橋するとともに側鎖基を配向固
定する工程をもちいれば、従来のようなラビングを必要
とせず通常の露光機が使用可能となり液晶配向膜の製造
工程を簡略化できる。
【００１７】また、マスクとして偏光膜または回折格子
を介して露光すると、表面に筋状の凸凹を有する液晶配
向膜を高能率に製造できた。
を介して露光すると、表面に筋状の凸凹を有する液晶配
向膜を高能率に製造できた。
【００１８】このとき、偏光膜および回折格子を介して
斜めより露光するか、あるいは偏光膜を介して露光した
後回折格子を介して斜め露光するか、回折格子を介して
露光した後を偏光膜介して斜め露光することで挟み込ん
だ液晶のプレチルト角まで制御できる液晶配向膜を製造
できた。なお、回折格子を介して露光する工程において
は、感光性の被膜の表面が凸凹になるまで露光すること
が配向性を安定化する上で重要であった。
斜めより露光するか、あるいは偏光膜を介して露光した
後回折格子を介して斜め露光するか、回折格子を介して
露光した後を偏光膜介して斜め露光することで挟み込ん
だ液晶のプレチルト角まで制御できる液晶配向膜を製造
できた。なお、回折格子を介して露光する工程において
は、感光性の被膜の表面が凸凹になるまで露光すること
が配向性を安定化する上で重要であった。
【００１９】また、エネルギービームを照射して前記エ
ネルギービーム感応性基を反応架橋する工程の前あるい
は後に加熱して熱反応性基を反応させておくと、液晶の
配向耐熱性が向上した。エネルギービームとして電子
線、Ｘ線、または紫外線が利用可能であるが、紫外線の
方が実用性が高かった。
ネルギービーム感応性基を反応架橋する工程の前あるい
は後に加熱して熱反応性基を反応させておくと、液晶の
配向耐熱性が向上した。エネルギービームとして電子
線、Ｘ線、または紫外線が利用可能であるが、紫外線の
方が実用性が高かった。
【００２０】エネルギービーム感応性基と熱反応性基を
持つ可視光域で透明な樹脂として、下記に示す化学式
（化２）で表される物質を用いれば、紫外線感光性が高
く熱架橋反応も利用できるので液晶配向膜の製造には極
めて好都合であった。
持つ可視光域で透明な樹脂として、下記に示す化学式
（化２）で表される物質を用いれば、紫外線感光性が高
く熱架橋反応も利用できるので液晶配向膜の製造には極
めて好都合であった。
【００２１】
【化２】
【００２２】なお、（化２）では、エネルギービーム感
応性のベンザルアセトフェノン基と熱反応性のグリシジ
ル基が側鎖基として導入されており、さらに炭化水素基
（ーＣＨ3）が側鎖基として導入されているので、側鎖
基として炭化水素基を含んでいないものに比べさらに配
向安定性が向上した。また、この場合、透明な樹脂膜の
表面が筋状の１〜１００ｎｍの凸凹にななるまで露光す
ることが液晶の配向安定性を向上する上で重要であっ
た。
応性のベンザルアセトフェノン基と熱反応性のグリシジ
ル基が側鎖基として導入されており、さらに炭化水素基
（ーＣＨ3）が側鎖基として導入されているので、側鎖
基として炭化水素基を含んでいないものに比べさらに配
向安定性が向上した。また、この場合、透明な樹脂膜の
表面が筋状の１〜１００ｎｍの凸凹にななるまで露光す
ることが液晶の配向安定性を向上する上で重要であっ
た。
【００２３】以上のような方法で、エネルギービーム感
応性基と熱反応性基を持つ可視光域で透明な樹脂膜が電
極上に直接または任意の薄膜を介して間接的に形成さ
れ、少なくとも前記エネルギービーム感応性基を反応さ
せた被膜よりなるラビングフリーの液晶配向膜を極めて
簡便な方法で製造できた。
応性基と熱反応性基を持つ可視光域で透明な樹脂膜が電
極上に直接または任意の薄膜を介して間接的に形成さ
れ、少なくとも前記エネルギービーム感応性基を反応さ
せた被膜よりなるラビングフリーの液晶配向膜を極めて
簡便な方法で製造できた。
【００２４】そこで、実際の表示素子の製造では、あら
かじめマトリックス状に載置された第１の電極群を有す
る第１の基板上に直接または任意の薄膜を介して間接的
にエネルギービーム感応性基と熱反応性基を持つ可視光
域で透明な樹脂膜を塗布形成する工程と、および少なく
とも任意のマスクを介してエネルギービームを照射して
前記エネルギービーム感応性基を反応架橋する工程と、
前記第１の電極群と対向するように載置した第２の電極
叉は電極群を有する第２の基板を、それぞれの電極側が
対向するように位置合わせして接着固定する工程と、前
記第１と第２の基板に所定の液晶を注入する工程を用い
て、エネルギービーム感応性基と熱反応性基を持つ可視
光域で透明な樹脂膜が塗布形成され、少なくとも任意の
マスクを介してエネルギービームを照射して前記エネル
ギービーム感応性基を反応架橋させた被膜が、液晶用の
配向膜として２つの対向する電極の少なくとも一方の電
極上に形成されており、液晶が前記２つの対向する電極
に前記被膜を介して挟まれている構造の液晶表示装置を
極めて高効率で製造できた。
かじめマトリックス状に載置された第１の電極群を有す
る第１の基板上に直接または任意の薄膜を介して間接的
にエネルギービーム感応性基と熱反応性基を持つ可視光
域で透明な樹脂膜を塗布形成する工程と、および少なく
とも任意のマスクを介してエネルギービームを照射して
前記エネルギービーム感応性基を反応架橋する工程と、
前記第１の電極群と対向するように載置した第２の電極
叉は電極群を有する第２の基板を、それぞれの電極側が
対向するように位置合わせして接着固定する工程と、前
記第１と第２の基板に所定の液晶を注入する工程を用い
て、エネルギービーム感応性基と熱反応性基を持つ可視
光域で透明な樹脂膜が塗布形成され、少なくとも任意の
マスクを介してエネルギービームを照射して前記エネル
ギービーム感応性基を反応架橋させた被膜が、液晶用の
配向膜として２つの対向する電極の少なくとも一方の電
極上に形成されており、液晶が前記２つの対向する電極
に前記被膜を介して挟まれている構造の液晶表示装置を
極めて高効率で製造できた。
【００２５】次に以下では、本発明の実施の形態におけ
る液晶配向膜について図面を参照しながら詳細に説明す
る。
る液晶配向膜について図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【００２６】図１は、本発明の実施の形態における液晶
配向膜の製造工程断面図を示したものであり、以下では
図１（ａ）〜（ｄ）に沿って本実施の形態を説明するこ
ととする。
配向膜の製造工程断面図を示したものであり、以下では
図１（ａ）〜（ｄ）に沿って本実施の形態を説明するこ
ととする。
【００２７】まず、あらかじめ、４’メタクリロイロキ
シカルコン（４’ＭＣ）とグリシジルメタアクリレート
（ＧＭＡ）を１：４のモル比で共重合して、（化２）で
示されるような感光性のベンザルアセトフェノン基と熱
架橋性のグリシジル基およびメチル基が側鎖基として導
入された可視光域で透明な樹脂（すなわち、エネルギー
ビーム感応性基と熱反応性基を持つ樹脂）を作製し、シ
クロヘキサノンで０．５％に希釈して感光液を調製し
た。
シカルコン（４’ＭＣ）とグリシジルメタアクリレート
（ＧＭＡ）を１：４のモル比で共重合して、（化２）で
示されるような感光性のベンザルアセトフェノン基と熱
架橋性のグリシジル基およびメチル基が側鎖基として導
入された可視光域で透明な樹脂（すなわち、エネルギー
ビーム感応性基と熱反応性基を持つ樹脂）を作製し、シ
クロヘキサノンで０．５％に希釈して感光液を調製し
た。
【００２８】次に、図１（ａ）に示すような、あらかじ
め、ＩＴＯよりなる透明電極１の形成された所定のガラ
ス基板２の表面に、直接（またはＳｉＯ2等の絶縁性の
薄膜を介して間接的にでもよい）ディッピング法（また
はロールコーター、フレキソ印刷法が使用でも可）を用
いて上記の感光液を塗布し図１（ｂ）に示すように感光
性でかつ熱硬化性の被膜３を形成した。
め、ＩＴＯよりなる透明電極１の形成された所定のガラ
ス基板２の表面に、直接（またはＳｉＯ2等の絶縁性の
薄膜を介して間接的にでもよい）ディッピング法（また
はロールコーター、フレキソ印刷法が使用でも可）を用
いて上記の感光液を塗布し図１（ｂ）に示すように感光
性でかつ熱硬化性の被膜３を形成した。
【００２９】その後、１００℃で１０分間加熱して大部
分の溶媒を蒸発除去した（このときの膜厚はおよそ３０
０ｎｍであった）。次に、図１（ｃ）に示すように、１
０００本／ｍｍの回折格子４（偏光板を用いても良い
が、その場合には光透過率が悪いので露光時間を長くす
る必要がある）をマスクとして用い、電極パターンと格
子が平行になるようセットして、垂直方向よりエネルギ
ービームとして５００Ｗの超高圧水銀灯の３６５ｎｍ
（ｉ線）の波長の紫外線５（マスク通過後２８ｍＪ／ｃ
ｍ2）を５秒間照射して、前記感光性のベンザルアセト
フェノン基を反応架橋させると、回折格子パターン沿っ
て被膜表面にピッチ１０００本／ｍｍでおよそ３０〜４
０ｎｍの凸凹が形成された。
分の溶媒を蒸発除去した（このときの膜厚はおよそ３０
０ｎｍであった）。次に、図１（ｃ）に示すように、１
０００本／ｍｍの回折格子４（偏光板を用いても良い
が、その場合には光透過率が悪いので露光時間を長くす
る必要がある）をマスクとして用い、電極パターンと格
子が平行になるようセットして、垂直方向よりエネルギ
ービームとして５００Ｗの超高圧水銀灯の３６５ｎｍ
（ｉ線）の波長の紫外線５（マスク通過後２８ｍＪ／ｃ
ｍ2）を５秒間照射して、前記感光性のベンザルアセト
フェノン基を反応架橋させると、回折格子パターン沿っ
て被膜表面にピッチ１０００本／ｍｍでおよそ３０〜４
０ｎｍの凸凹が形成された。
【００３０】なお、この時の感光膜の分光感度特性を図
２に示す。
２に示す。
【００３１】この状態で、液晶表示セルを２０ミクロン
ギヤップで組み立て、ネマチック液晶（ＺＬＩ４７９
２；メルク社製）を注入して配向状態を確認すると、回
折格子パターンと交差する方向に液晶が配向しているこ
とが確認できた。また、露光量に応じて注入した液晶の
プレチルト角を制御できることが確認できた。
ギヤップで組み立て、ネマチック液晶（ＺＬＩ４７９
２；メルク社製）を注入して配向状態を確認すると、回
折格子パターンと交差する方向に液晶が配向しているこ
とが確認できた。また、露光量に応じて注入した液晶の
プレチルト角を制御できることが確認できた。
【００３２】一方、前述の露光工程において、回折格子
を用いて３秒間露光した後、さらに、市販のＵＶ用偏光
板６（ＨＮＰ’Ｂ；ポラロイド社製）をマスクとして用
い、回折格子パターンと偏光方向が垂直且つ基板に対し
て入射角度が４５度の方向になるようセットして、エネ
ルギービームとして５００Ｗの超高圧水銀灯を用いて３
６５ｎｍ（ｉ線）の波長の紫外線（マスク通過後３ｍＪ
／ｃｍ2）を４０秒間照射し（図１（ｄ））、前記エネ
ルギービーム感応性基の未反応の残りをさらに反応架橋
させた。
を用いて３秒間露光した後、さらに、市販のＵＶ用偏光
板６（ＨＮＰ’Ｂ；ポラロイド社製）をマスクとして用
い、回折格子パターンと偏光方向が垂直且つ基板に対し
て入射角度が４５度の方向になるようセットして、エネ
ルギービームとして５００Ｗの超高圧水銀灯を用いて３
６５ｎｍ（ｉ線）の波長の紫外線（マスク通過後３ｍＪ
／ｃｍ2）を４０秒間照射し（図１（ｄ））、前記エネ
ルギービーム感応性基の未反応の残りをさらに反応架橋
させた。
【００３３】この状態で、液晶表示セルを組み立て、ネ
マチック液晶を注入して配向状態を確認すると、格子パ
ターンの方向に液晶が配向して、プレチルト角はおよそ
２０度になっていることが確認できた。また、この２回
目の照射において照射角度を変えることで注入した液晶
のプレチルト角を制御できることも確認できた。なお、
上記２つのプロセスで作製された配向膜はそのままでも
それぞれ配向膜として利用可能であったが、１５０℃程
度で熱処理すると配向膜の配向性が劣化した。
マチック液晶を注入して配向状態を確認すると、格子パ
ターンの方向に液晶が配向して、プレチルト角はおよそ
２０度になっていることが確認できた。また、この２回
目の照射において照射角度を変えることで注入した液晶
のプレチルト角を制御できることも確認できた。なお、
上記２つのプロセスで作製された配向膜はそのままでも
それぞれ配向膜として利用可能であったが、１５０℃程
度で熱処理すると配向膜の配向性が劣化した。
【００３４】そこで、さらに配向膜の熱安定製を向上さ
せるため１８０℃で１０分加熱して熱反応性のグリシジ
ル基（すなわち熱硬化性基）を開環架橋させた。この状
態で、液晶表示セルを組み立て、ネマチック液晶を注入
して配向状態を確認すると、格子パターンと垂直の方向
に液晶が配向して、プレチルト角はおよそ７度になって
いた。また、配向膜の熱安定性も１７０℃まで向上して
た。
せるため１８０℃で１０分加熱して熱反応性のグリシジ
ル基（すなわち熱硬化性基）を開環架橋させた。この状
態で、液晶表示セルを組み立て、ネマチック液晶を注入
して配向状態を確認すると、格子パターンと垂直の方向
に液晶が配向して、プレチルト角はおよそ７度になって
いた。また、配向膜の熱安定性も１７０℃まで向上して
た。
【００３５】なお、このときの感光性で且つ熱硬化性の
被膜の露光による反応および加熱による反応は、下記の
反応式に示したように、いずれも架橋反応である。
被膜の露光による反応および加熱による反応は、下記の
反応式に示したように、いずれも架橋反応である。
【００３６】
【化３】
【００３７】さらに炭化水素基（−ＣＨ3）を含まない
ものも合成して同様の実験を試みたが、液晶の配向制御
性特にプレチルト角制御安定性は−ＣＨ3を含むものに
比べて悪かった。
ものも合成して同様の実験を試みたが、液晶の配向制御
性特にプレチルト角制御安定性は−ＣＨ3を含むものに
比べて悪かった。
【００３８】以上のように、本実施の形態の被膜では、
エネルギービーム感応性基が感光性基であり、マスクを
介して光を照射して前記被膜内の感光性基を反応させ、
主鎖間を架橋するとともに側鎖基を配向固定できた。ま
た、ｉ線に感度があるため（図２参照）通常の露光機が
使用可能となり液晶配向膜の製造工程が簡略化できた。
エネルギービーム感応性基が感光性基であり、マスクを
介して光を照射して前記被膜内の感光性基を反応させ、
主鎖間を架橋するとともに側鎖基を配向固定できた。ま
た、ｉ線に感度があるため（図２参照）通常の露光機が
使用可能となり液晶配向膜の製造工程が簡略化できた。
【００３９】また、マスクとして偏光膜または回折格子
を介して露光することで被膜表面に筋状の凸凹を有する
液晶配向膜を容易に製造できた。
を介して露光することで被膜表面に筋状の凸凹を有する
液晶配向膜を容易に製造できた。
【００４０】さらに、このとき露光量、あるいは偏光膜
および回折格子を介して斜めより露光するか、あるいは
偏光膜を介して斜めに露光した後回折格子を介して露光
するか、回折格子を介して露光した後を偏光膜介して斜
め露光することで挟み込んだ液晶のプレチルト角まで制
御でき、また、そのようにして配向性の安定した液晶配
向膜を製造できた。なお、１回露光でプレチルト角を安
定に制御するためには、感光性の被膜の表面が所定の凸
凹になるまで露光することが重要であった。
および回折格子を介して斜めより露光するか、あるいは
偏光膜を介して斜めに露光した後回折格子を介して露光
するか、回折格子を介して露光した後を偏光膜介して斜
め露光することで挟み込んだ液晶のプレチルト角まで制
御でき、また、そのようにして配向性の安定した液晶配
向膜を製造できた。なお、１回露光でプレチルト角を安
定に制御するためには、感光性の被膜の表面が所定の凸
凹になるまで露光することが重要であった。
【００４１】また、エネルギービームを照射して前記エ
ネルギービーム感応性基を反応架橋する工程の前あるい
は後に加熱して熱反応性基を反応させておくと、配向膜
の配向耐熱性が向上した。また、エネルギービームとし
て電子線、Ｘ線、または紫外線が利用可能であるが、実
際の製造工程では紫外線の方が実用性が高かった。
ネルギービーム感応性基を反応架橋する工程の前あるい
は後に加熱して熱反応性基を反応させておくと、配向膜
の配向耐熱性が向上した。また、エネルギービームとし
て電子線、Ｘ線、または紫外線が利用可能であるが、実
際の製造工程では紫外線の方が実用性が高かった。
【００４２】以上のように、エネルギービーム感応性基
と熱反応性基を持つ可視光域で透明な樹脂膜が電極上に
直接または任意の薄膜を介して間接的に形成され、少な
くとも前記エネルギービーム感応性基を反応させた被膜
よりなるラビングフリーの液晶配向膜を極めて簡便な方
法で製造できた。
と熱反応性基を持つ可視光域で透明な樹脂膜が電極上に
直接または任意の薄膜を介して間接的に形成され、少な
くとも前記エネルギービーム感応性基を反応させた被膜
よりなるラビングフリーの液晶配向膜を極めて簡便な方
法で製造できた。
【００４３】次に、以下では上記した液晶配向膜を用い
た液晶表示デバイス及びその製造方法について図３を参
照しながら詳細に説明する。
た液晶表示デバイス及びその製造方法について図３を参
照しながら詳細に説明する。
【００４４】まず、あらかじめ（化２）で示されるエネ
ルギービーム感応性基と熱反応性基を持つ可視光域で透
明な樹脂をシクロヘキサノンで０．５％に希釈して調製
した感光液を作製し、図３に示すように、マトリックス
状に載置された第１の電極群１１とこの電極を駆動する
トランジスター群１２を有する第１の基板１３上、およ
び第１の電極群と対向するように載置したカラーフィル
ター群１４と第２の電極１５を有する第２の基板１６上
の両方の電極上に、それぞれディッピング法を用いて塗
布し感光性で且つ熱硬化性の樹脂被膜を形成した。
ルギービーム感応性基と熱反応性基を持つ可視光域で透
明な樹脂をシクロヘキサノンで０．５％に希釈して調製
した感光液を作製し、図３に示すように、マトリックス
状に載置された第１の電極群１１とこの電極を駆動する
トランジスター群１２を有する第１の基板１３上、およ
び第１の電極群と対向するように載置したカラーフィル
ター群１４と第２の電極１５を有する第２の基板１６上
の両方の電極上に、それぞれディッピング法を用いて塗
布し感光性で且つ熱硬化性の樹脂被膜を形成した。
【００４５】その後、１００℃で１０分間加熱してある
程度溶媒を除去し後、１０００本／ｍｍの回折格子をマ
スクとして用い、電極パターンと格子が平行になるよう
セットして、垂直方向よりエネルギービームとして５０
０Ｗの超高圧水銀灯を用いて３６５ｎｍ（ｉ線）の波長
の紫外線（マスク通過後２８ｍＪ／ｃｍ2）を５秒照射
して前記エネルギービーム感応性のベンザルアセトフェ
ノン基を反応架橋すると、電極パターンに沿っておよそ
３０〜４０ｎｍの凸凹が形成された液晶配向膜１７が作
製できた。
程度溶媒を除去し後、１０００本／ｍｍの回折格子をマ
スクとして用い、電極パターンと格子が平行になるよう
セットして、垂直方向よりエネルギービームとして５０
０Ｗの超高圧水銀灯を用いて３６５ｎｍ（ｉ線）の波長
の紫外線（マスク通過後２８ｍＪ／ｃｍ2）を５秒照射
して前記エネルギービーム感応性のベンザルアセトフェ
ノン基を反応架橋すると、電極パターンに沿っておよそ
３０〜４０ｎｍの凸凹が形成された液晶配向膜１７が作
製できた。
【００４６】次に、前記第１と第２の基板１３、１６を
対抗するように位置合わせしてスペーサー１８と接着剤
１９でおよそ５ミクロンのギャップで固定した。その
後、前記第１と第２の基板に前記液晶２０を注入した
後、偏光板２１、２２を組み合わせて表示素子を完成し
た。
対抗するように位置合わせしてスペーサー１８と接着剤
１９でおよそ５ミクロンのギャップで固定した。その
後、前記第１と第２の基板に前記液晶２０を注入した
後、偏光板２１、２２を組み合わせて表示素子を完成し
た。
【００４７】このようなデバイスは、バックライト２３
を全面に照射しながら、ビデオ信号を用いて各々のトラ
ンジスタを駆動することで矢印Ａの方向に映像を表示で
きた。
を全面に照射しながら、ビデオ信号を用いて各々のトラ
ンジスタを駆動することで矢印Ａの方向に映像を表示で
きた。
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明の液晶配
向膜は、電極の形成された所定の基板表面に直接または
任意の薄膜を介して間接的に、（化１）で表されるエネ
ルギー感応性基を有する樹脂膜を塗布形成する工程、お
よび少なくとも任意のマスクを介してエネルギービーム
を照射してエネルギービーム感応性基を架橋する工程を
用いているため、高能率で均一且つ極めて薄い配向膜を
作成できる。
向膜は、電極の形成された所定の基板表面に直接または
任意の薄膜を介して間接的に、（化１）で表されるエネ
ルギー感応性基を有する樹脂膜を塗布形成する工程、お
よび少なくとも任意のマスクを介してエネルギービーム
を照射してエネルギービーム感応性基を架橋する工程を
用いているため、高能率で均一且つ極めて薄い配向膜を
作成できる。
【００４８】また、このような液晶配向膜を用いること
で、従来のようなラビング工程を必要とせず、歩留まり
が高く極めて低コスト高信頼性の液晶表示装置を提供す
ることができる。
で、従来のようなラビング工程を必要とせず、歩留まり
が高く極めて低コスト高信頼性の液晶表示装置を提供す
ることができる。
【図１】本発明の実施の一形態である液晶配向膜の製造
工程断面図
工程断面図
【図２】本発明の実施の一形態である液晶配向膜中の感
光性且つ熱硬化性樹脂の分光感度特性を示す図
光性且つ熱硬化性樹脂の分光感度特性を示す図
【図３】本発明の実施の一形態である液晶表示デバイス
の断面図
の断面図
１ 電極 ２ ガラス板 ３ 樹脂膜 ４ 回折格子マスク ５ 紫外光 ６ 偏光板マスク １１ 第１の電極群 １２ トランジスタ群 １３ 第１の基板 １４ カラーフィルター群 １５ 第２の電極 １６ 第２の基板 １７ 配向膜 １８ スペーサ １９ 接着剤 ２０ 液晶 ２１，２２ 偏光板 ２３ バックライト
Claims (11)
- 【請求項１】エネルギービーム感応性基を有する樹脂膜
が電極上に直接または任意の薄膜を介して間接的に形成
され、少なくとも前記エネルギービーム感応性基が反応
架橋されていることを特徴とする液晶配向膜。 - 【請求項２】樹脂膜が、エネルギービーム感応性基とし
て次の化学式（化１） 【化１】 で表される基を有することを特徴とする請求項１に記載
の液晶配向膜。 - 【請求項３】樹脂膜に、エネルギービーム感応性基が側
鎖基として導入されていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の液晶配向膜。 - 【請求項４】樹脂膜に、エネルギービーム感応性基と炭
化水素基が側鎖基として導入されていることを特徴とす
る請求項１から３のいずれかに記載の液晶配向膜。 - 【請求項５】樹脂膜の表面が筋状の凸凹に形成されてい
ることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の
液晶配向膜。 - 【請求項６】電極の形成された所定の基板表面に直接ま
たは任意の薄膜を介して間接的に、（化１）で表される
エネルギービーム感応性基を有する樹脂膜を塗布形成す
る工程と、少なくとも任意のマスクを介してエネルギー
ビームを前記樹脂膜に照射して前記エネルギービーム感
応性基を反応架橋する工程とを有する液晶配向膜の製造
方法。 - 【請求項７】エネルギービーム感応性基が感光性基であ
り、マスクを介して紫外線を照射して樹脂膜内の感光性
基を反応させ、主鎖間を架橋するとともに側鎖基を配向
固定することを特徴とする請求項６記載の液晶配向膜の
製造方法。 - 【請求項８】マスクとして偏光膜または回折格子を用い
て露光することを特徴とする請求項６または７に記載の
液晶配向膜の製造方法。 - 【請求項９】露光の際に、樹脂膜の表面が凸凹になるま
で露光を行うことを特徴とする請求項６から８のいずれ
かに記載の液晶配向膜の製造方法。 - 【請求項１０】（化１）で表されるエネルギービーム感
応性基を有する樹脂膜が電極上に直接または任意の薄膜
を介して間接的に形成され、少なくとも前記エネルギー
ビーム感応性基を反応架橋されている液晶配向膜が２つ
の対向する電極の少なくとも一方の電極上に形成されて
おり、液晶が前記２つの対向する電極に前記樹脂膜を介
して挟まれていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項１１】マトリックス状に載置された第１の電極
群を有する第１の基板上に直接または任意の薄膜を介し
て間接的に（化１）で表されるエネルギービーム感応性
基を有する樹脂膜を塗布形成する工程と、少なくとも任
意のマスクを介してエネルギービームを照射して前記エ
ネルギービーム感応性基を反応架橋させる工程と、前記
第１の電極群と対向するように載置した第２の電極叉は
電極群を有する第２の基板をそれぞれの電極側が対向す
るように位置合わせして接着固定する工程と、前記第１
と第２の基板に所定の液晶を注入する工程とを有する液
晶表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36720499A JP3468507B2 (ja) | 1996-07-10 | 1999-12-24 | 液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18032796A JP3264477B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
| JP36720499A JP3468507B2 (ja) | 1996-07-10 | 1999-12-24 | 液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18032796A Division JP3264477B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147508A true JP2000147508A (ja) | 2000-05-26 |
| JP3468507B2 JP3468507B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=30002107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36720499A Expired - Lifetime JP3468507B2 (ja) | 1996-07-10 | 1999-12-24 | 液晶配向膜、液晶配向膜の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468507B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098969A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Konica Corp | 光配向層の製造方法 |
| KR101184064B1 (ko) * | 2005-06-23 | 2012-09-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 배향막 제조장치 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36720499A patent/JP3468507B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098969A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Konica Corp | 光配向層の製造方法 |
| JP4626039B2 (ja) * | 2000-09-26 | 2011-02-02 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 光配向層の製造方法 |
| KR101184064B1 (ko) * | 2005-06-23 | 2012-09-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 배향막 제조장치 및 이를 이용한 액정표시패널의 제조방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3468507B2 (ja) | 2003-11-17 |
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