JP2007114344A - Method for manufacturing substrate for electronic device, substrate for electronic device, liquid crystal panel, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子デバイス用基板の製造方法、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device substrate, an electronic device substrate, a liquid crystal panel, and an electronic apparatus.
近年、各種の液晶表示素子(液晶パネル)が液晶テレビ(直視型表示装置)、液晶プロジェクタ(投射型表示装置)等で実用化されている。
これらの液晶表示素子において、液晶分子を配向させる方法としては、例えば、異方性を有する配向膜を液晶層と接するように設け、この配向膜との界面によって液晶分子の配向状態を規制する方法がある。
In recent years, various liquid crystal display elements (liquid crystal panels) have been put into practical use in liquid crystal televisions (direct-view display devices), liquid crystal projectors (projection display devices), and the like.
In these liquid crystal display elements, as a method of aligning liquid crystal molecules, for example, an alignment film having anisotropy is provided so as to be in contact with the liquid crystal layer, and the alignment state of the liquid crystal molecules is regulated by the interface with the alignment film. There is.
このような配向膜を形成する方法としては、例えば、I:有機膜を形成した後、これをラビング処理することによって配向させるラビング法、II:無機材料を斜方蒸着する斜方蒸着法、III:微細な凹凸形状が形成された型を基板に押し当て、前記凹凸形状を転写する転写法(例えば、特許文献1、2参照。)等、種々の方法が知られている。
しかしながら、有機膜をラビング処理した配向膜は、ラビング処理による配向が比較的不均一になり易いことから、この配向膜では、パネルの小型化・高精細化に伴う微細な配向制御の要求に応えることができない。また、有機膜であることから、無機膜に比べて耐光性が劣るという問題もある。
As a method for forming such an alignment film, for example, I: an organic film is formed, and then a rubbing method in which the organic film is oriented by rubbing treatment, II: an oblique deposition method in which an inorganic material is obliquely deposited, III : Various methods are known such as a transfer method (for example, refer to Patent Documents 1 and 2) in which a mold having a fine uneven shape is pressed against a substrate and the uneven shape is transferred.
However, the alignment film formed by rubbing the organic film tends to be relatively non-uniform in the alignment by the rubbing process, so this alignment film meets the demand for fine alignment control associated with downsizing and high definition of the panel. I can't. Moreover, since it is an organic film, there also exists a problem that light resistance is inferior compared with an inorganic film.
また、斜方蒸着膜は、無機材料を使用していることから、優れた耐光性が得られるが、パネルを大型化した場合、均一かつ均質なものを作製するのが困難であるという問題がある。
また、転写法により形成できる凹凸形状の最小寸法は、最小ピッチ間隔が0.1μm程度、最小段差が0.01μm程度であるのが現状である。したがって、液晶分子のサイズが長軸方向の長さが10〜25nm程度、短軸方向の長さが5nm程度あることを考慮すると、前述の凹凸の寸法では大き過ぎ、液晶分子の配向状態を効果的に規制するのは困難である。
In addition, since the obliquely deposited film uses an inorganic material, excellent light resistance can be obtained. However, when the panel is enlarged, it is difficult to produce a uniform and homogeneous film. is there.
In addition, the minimum dimension of the concavo-convex shape that can be formed by the transfer method is that the minimum pitch interval is about 0.1 μm and the minimum step is about 0.01 μm. Accordingly, considering that the size of the liquid crystal molecules is about 10 to 25 nm in the major axis direction and about 5 nm in the minor axis direction, the size of the above-described irregularities is too large, and the alignment state of the liquid crystal molecules is effective. Is difficult to regulate.
本発明の目的は、耐久性(耐光性)に優れるとともに、例えば、液晶分子の配向状態を規制する機能に優れる無機配向膜を備えた電子デバイス用基板を簡便に製造し得る電子デバイス用基板の製造方法、かかる電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板、信頼性の高い液晶パネルおよび電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is an electronic device substrate that can be easily produced as an electronic device substrate having an inorganic alignment film that is excellent in durability (light resistance) and has an excellent function of regulating the alignment state of liquid crystal molecules, for example. An object of the present invention is to provide a manufacturing method, an electronic device substrate manufactured by the manufacturing method of the electronic device substrate, a highly reliable liquid crystal panel, and an electronic apparatus.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法は、基板と、該基板の一方の面側に設けられ、長軸がほぼ一定方向を向くように配設された複数の角柱状の無機粒子で構成された無機配向膜とを有する電子デバイス用基板を製造する方法であって、
前記基板上に、前記無機粒子の長軸方向の平均長さより幅が小さい溝を複数、ほぼ平行に、前記基板と反対側の面に設けた下地層を形成する第1の工程と、
該下地層上に、前記無機粒子を供給するとともに、前記無機粒子の長軸方向と前記溝の延在方向とがほぼ一致するように配置する第2の工程とを有することを特徴とする。
これにより、耐久性(耐光性)に優れるとともに、例えば、液晶分子の配向状態を規制する機能に優れる無機配向膜を備えた電子デバイス用基板を簡便に製造し得る。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention comprises a substrate and a plurality of prismatic inorganic particles provided on one surface side of the substrate and arranged such that the major axis is oriented in a substantially constant direction. A method for producing an electronic device substrate having an inorganic alignment film,
A first step of forming a plurality of grooves having a width smaller than the average length of the inorganic particles in the major axis direction on the substrate, a base layer provided on a surface opposite to the substrate, substantially in parallel,
And a second step of supplying the inorganic particles onto the underlayer and arranging the inorganic particles so that the major axis direction of the inorganic particles and the extending direction of the grooves substantially coincide with each other.
Thereby, while being excellent in durability (light resistance), the board | substrate for electronic devices provided with the inorganic alignment film which is excellent in the function which regulates the orientation state of a liquid crystal molecule, for example can be manufactured simply.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第1の工程において、前記溝は、母材から転写して形成されたものであることが好ましい。
かかる転写法を用いることにより、微細な溝を面方向に均一、かつ寸歩精度よく形成することができる。また、転写法は、その作業が容易であり、再現性が高いことからも好ましい。
In the electronic device substrate manufacturing method of the present invention, in the first step, the groove is preferably formed by transferring from a base material.
By using such a transfer method, it is possible to form fine grooves uniformly in the surface direction and with high accuracy. Further, the transfer method is preferable because the operation is easy and the reproducibility is high.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記溝は、その底面が一方向に傾斜していることが好ましい。
これにより、無機粒子を、その長軸方向が溝の延在方向とほぼ一致する(一軸配向する)ように効率よく配置することができる。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記溝のピッチは、前記無機粒子の長軸方向の平均長さより小さいことが好ましい。
これにより、下地層上に無機粒子を供給するだけで、一軸配向する無機粒子の数を増大させることができる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate according to the present invention, it is preferable that a bottom surface of the groove is inclined in one direction.
Thereby, the inorganic particles can be efficiently arranged so that the major axis direction thereof substantially coincides with the extending direction of the groove (uniaxially oriented).
In the method for manufacturing an electronic device substrate according to the present invention, the pitch of the grooves is preferably smaller than the average length of the inorganic particles in the major axis direction.
Thereby, the number of inorganic particles uniaxially oriented can be increased only by supplying inorganic particles onto the underlayer.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記下地層は、前記無機粒子と同種の材料を主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、無機配向膜と下地層との全体としての誘電率等の調整が容易であり、また、無機粒子の下地層上への固定をより容易かつ確実に行うことができる。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第2の工程において、前記下地層上に供給する前記無機粒子の個数は、2×109〜2×1013個/cm2であることが好ましい。
これにより、無機配向膜の基板と反対面側に、十分な数の無機粒子の角部が現れるようになる。このため、このような無機配向膜には、例えば、液晶分子がより確実に配向(垂直配向または水平配向)するようになる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate according to the present invention, it is preferable that the base layer is composed mainly of the same kind of material as the inorganic particles.
Thereby, adjustment of the dielectric constant etc. as a whole of an inorganic alignment film and a base layer is easy, and fixation to the base layer of an inorganic particle can be performed more easily and reliably.
In the method for manufacturing a substrate for an electronic device according to the present invention, in the second step, the number of the inorganic particles supplied onto the base layer is 2 × 10 9 to 2 × 10 13 particles / cm 2. preferable.
As a result, a sufficient number of corners of the inorganic particles appear on the surface of the inorganic alignment film opposite to the substrate. For this reason, in such an inorganic alignment film, for example, liquid crystal molecules are more reliably aligned (vertical alignment or horizontal alignment).
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第2の工程において、前記無機粒子の配置は、前記基板に振動を与えることにより行われることが好ましい。
これにより、無機粒子の大半を、その長軸方向が溝の延在方向とほぼ一致した状態とすることができる。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記無機粒子のアスペクト比は、0.03〜0.5であることが好ましい。
このような寸法の無機粒子を用いることにより、無機粒子の角部の辺によって生ずる分子異方性を増加させることができるという理由から、液晶分子の配向状態の規制(制御)を確実に行い得る無機配向膜が得られる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention, in the second step, the inorganic particles are preferably arranged by applying vibration to the substrate.
Thereby, most of the inorganic particles can be in a state in which the major axis direction thereof substantially coincides with the extending direction of the groove.
In the method for manufacturing an electronic device substrate according to the present invention, the aspect ratio of the inorganic particles is preferably 0.03 to 0.5.
By using inorganic particles having such dimensions, the molecular anisotropy generated by the corners of the inorganic particles can be increased, so that the alignment (control) of the liquid crystal molecules can be reliably controlled. An inorganic alignment film is obtained.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記無機粒子は、SiO2またはAl2O3を主材料として構成されていることが好ましい。
SiO2やAl2O3は、誘電率が特に低く、かつ、高い耐久性(光安定性)を有することから好ましい。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記無機粒子は、斜方蒸着法により成膜された無機物膜を粉砕して得られたものであることが好ましい。
かかる方法によれば、容易、確実かつ収率よく、無機粒子を作製することができる。
In the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention, it is preferable that the inorganic particles are composed mainly of SiO 2 or Al 2 O 3 .
SiO 2 and Al 2 O 3 are preferable because they have a particularly low dielectric constant and high durability (light stability).
In the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention, the inorganic particles are preferably obtained by pulverizing an inorganic film formed by oblique deposition.
According to such a method, inorganic particles can be produced easily, reliably and with a good yield.
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第2の工程の後、前記無機粒子を前記下地層上に固定する固定工程を有することが好ましい。
これにより、無機配向膜の基板からの剥離を防止することができる。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記固定工程において、前記無機粒子を前記下地層上に固定剤により固定することが好ましい。
固定剤を用いて無機粒子の固定を行うことにより、無機粒子の配向状態が乱される(破壊)されるのを確実に防止しつつ、無機粒子を下地層上に固定することができる。
In the manufacturing method of the board | substrate for electronic devices of this invention, it is preferable to have a fixing process which fixes the said inorganic particle on the said base layer after a said 2nd process.
Thereby, peeling of the inorganic alignment film from the substrate can be prevented.
In the method for manufacturing a substrate for an electronic device of the present invention, it is preferable that in the fixing step, the inorganic particles are fixed on the base layer with a fixing agent.
By fixing the inorganic particles using the fixing agent, the inorganic particles can be fixed on the base layer while reliably preventing the orientation state of the inorganic particles from being disturbed (broken).
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記固定剤は、前記無機粒子同士を連結する機能を有するものであることが好ましい。
これにより、無機配向膜の機械的強度を向上させることができ、また、基板からの剥離も確実に防止することができる。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記固定剤は、カップリング剤を主成分とするものであることが好ましい。
カップリング剤は、無機粒子の下地層上への固定と、無機粒子同士の連結との双方の機能を同一分子で担うことができることから好ましい。
In the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention, it is preferable that the fixing agent has a function of connecting the inorganic particles.
Thereby, the mechanical strength of the inorganic alignment film can be improved, and peeling from the substrate can be reliably prevented.
In the method for manufacturing an electronic device substrate according to the present invention, it is preferable that the fixing agent contains a coupling agent as a main component.
The coupling agent is preferable because the same molecule can perform both functions of fixing the inorganic particles on the base layer and linking the inorganic particles.
本発明の電子デバイス用基板は、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、耐久性(耐光性)に優れるとともに、例えば、液晶分子の配向状態を規制する機能に優れる無機配向膜を備えた電子デバイス用基板が得られる。
本発明の液晶パネルは、本発明の電子デバイス用基板と、
前記無機配向膜の前記基板と反対側に設けられた液晶層とを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い液晶パネルが得られる。
本発明の電子機器は、本発明の液晶パネルを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
The electronic device substrate of the present invention is manufactured by the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention.
Thereby, while being excellent in durability (light resistance), the board | substrate for electronic devices provided with the inorganic alignment film which is excellent in the function which regulates the orientation state of a liquid crystal molecule, for example is obtained.
The liquid crystal panel of the present invention includes an electronic device substrate of the present invention,
And a liquid crystal layer provided on the opposite side of the inorganic alignment film from the substrate.
Thereby, a highly reliable liquid crystal panel is obtained.
An electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal panel according to the present invention.
Thereby, a highly reliable electronic device can be obtained.
以下、本発明の電子デバイス用基板の製造方法、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の液晶パネルの実施形態を模式的に示す縦断面図、図2は、図1に示す液晶パネルが備える無機配向膜を拡大して模式的に示す図であり、(a)は縦断面図、(b)は上面図である。なお、図1では、シール材、配線等の記載は省略した。また、以下の説明では、図1および図2(a)中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
Hereinafter, a method for manufacturing an electronic device substrate, an electronic device substrate, a liquid crystal panel, and an electronic apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing an embodiment of the liquid crystal panel of the present invention, and FIG. 2 is a diagram schematically showing an enlarged inorganic alignment film provided in the liquid crystal panel shown in FIG. ) Is a longitudinal sectional view, and (b) is a top view. In FIG. 1, the description of the sealing material, the wiring, etc. is omitted. In the following description, the upper side in FIGS. 1 and 2A is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
図1に示す液晶パネル(TFT液晶パネル)1は、TFT基板(液晶駆動基板)17と、TFT基板17の内表面(下面)側に接合された無機配向膜3と、液晶パネル用対向基板12と、液晶パネル用対向基板12の内表面(上面)側に接合された無機配向膜4と、無機配向膜3と無機配向膜4との空隙に封入された液晶分子を含有する液晶層2と、TFT基板(液晶駆動基板)17の外表面(上面)側に接合された偏光膜7と、液晶パネル用対向基板12の外表面(下面)側に接合された偏光膜8とを有している。
A liquid crystal panel (TFT liquid crystal panel) 1 shown in FIG. 1 includes a TFT substrate (liquid crystal driving substrate) 17, an inorganic alignment film 3 bonded to the inner surface (lower surface) side of the
液晶パネル用対向基板12は、マイクロレンズ基板11と、かかるマイクロレンズ基板11の表層114上に設けられ、開口131が形成されたブラックマトリックス13と、表層114上にブラックマトリックス13を覆うように設けられた透明導電膜(共通電極)14とを有している。
マイクロレンズ基板11は、凹曲面を有する複数(多数)の凹部(マイクロレンズ用凹部)112が設けられたマイクロレンズ用凹部付き基板111と、かかるマイクロレンズ用凹部付き基板111の凹部112が設けられた面に樹脂層(接着剤層)115を介して接合された表層114とを有している。
The
The microlens substrate 11 includes a
また、樹脂層115では、凹部112内に充填された樹脂によりマイクロレンズ113が形成されている。
マイクロレンズ用凹部付き基板111は、平板状の母材(透明基板)より製造され、その表面には、複数(多数)の凹部112が形成されている。
凹部112は、例えば、マスクを用いた、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等により形成することができる。
In the
The substrate with concave portions for
The
このマイクロレンズ用凹部付き基板111は、例えば、ガラス等で構成されている。
前記母材の熱膨張係数は、ガラス基板171の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)であることが好ましい。これにより、得られる液晶パネル1では、温度が変化したときに二者の熱膨張係数が違うことにより生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。
The substrate with
The thermal expansion coefficient of the base material is preferably approximately the same as the thermal expansion coefficient of the glass substrate 171 (for example, the ratio of the thermal expansion coefficients of the two is about 1/10 to 10). As a result, in the liquid crystal panel 1 obtained, warpage, deflection, peeling, and the like caused by the difference in thermal expansion coefficient between the two when the temperature changes are prevented.
かかる観点からは、マイクロレンズ用凹部付き基板111と、ガラス基板171とは、同種類の材質で構成されていることが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違によるそり、たわみ、剥離等が効果的に防止される。
特に、後述するTFT基板17には、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスが好ましく用いられる。このため、これに対応させて、マイクロレンズ用凹部付き基板111を石英ガラスで構成することが好ましい。これにより、そり、たわみ等の生じにくい、安定性に優れた液晶パネル1を得ることができる。
From this point of view, it is preferable that the
In particular, for the
マイクロレンズ用凹部付き基板111の上面には、凹部112を覆う樹脂層(接着剤層)115が設けられている。
凹部112内には、樹脂層115の構成材料が充填されることにより、マイクロレンズ113が形成されている。
樹脂層115は、例えば、マイクロレンズ用凹部付き基板111の構成材料の屈折率よりも高い屈折率の樹脂(接着剤)で構成することができ、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系のような紫外線硬化樹脂等で好適に構成することができる。
A resin layer (adhesive layer) 115 that covers the
The
The
樹脂層115の上面には、平板状の表層114が設けられている。
表層(ガラス層)114は、例えばガラスで構成することができる。この場合、表層114の熱膨張係数は、マイクロレンズ用凹部付き基板111の熱膨張係数とほぼ等しいもの(例えば両者の熱膨張係数の比が1/10〜10程度)とすることが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114の熱膨張係数の相違により生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。このような効果は、マイクロレンズ用凹部付き基板111と表層114とを同種類の材料で構成すると、より効果的に得られる。
A
The surface layer (glass layer) 114 can be made of glass, for example. In this case, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the
表層114の平均厚さは、必要な光学特性を得る観点からは、通常、5〜1000μm程度とされ、より好ましくは10〜150μm程度とされる。
なお、表層(バリア層)114は、例えばセラミックスで構成することもできる。なお、セラミックスとしては、例えば、AlN、SiN、TiN、BN等の窒化物系セラミックス、Al2O3、TiO2等の酸化物系セラミックス、WC、TiC、ZrC、TaC等の炭化物系セラミックスなどが挙げられる。
表層114をセラミックスで構成する場合、表層114の平均厚さは、特に限定されないが、20nm〜20μm程度とすることが好ましく、40nm〜1μm程度とすることがより好ましい。
なお、このような表層114は、必要に応じて省略することができる。
The average thickness of the
In addition, the surface layer (barrier layer) 114 can also be comprised, for example with ceramics. Examples of ceramics include nitride ceramics such as AlN, SiN, TiN, and BN, oxide ceramics such as Al 2 O 3 and TiO 2 , and carbide ceramics such as WC, TiC, ZrC, and TaC. Can be mentioned.
When the
Such a
ブラックマトリックス13は、遮光機能を有し、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等の金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂等で構成されている。
透明導電膜14は、導電性を有し、例えば、インジウムティンオキサイド(ITO)、インジウムオキサイド(IO)、酸化スズ(SnO2)等で構成されている。
TFT基板17は、液晶層2が含有する液晶分子を駆動(配向制御)する基板であり、ガラス基板171と、かかるガラス基板171上に設けられ、マトリックス状(行列状)に配設された複数(多数)の画素電極172と、各画素電極172に対応する複数(多数)の薄膜トランジスタ(TFT)173とを有している。
The
The transparent
The
ガラス基板171は、前述したような理由から、石英ガラスで構成されていることが好ましい。
画素電極172は、透明導電膜(共通電極)14との間で充放電を行うことにより、液晶層2の液晶分子を駆動する。この画素電極172は、例えば、前述した透明導電膜14と同様の材料で構成されている。
薄膜トランジスタ173は、近傍の対応する画素電極172に接続されている。また、薄膜トランジスタ173は、図示しない制御回路に接続され、画素電極172へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極172の充放電が制御される。
The
The
The
TFT基板17の外表面(図1中上面)側には、偏光膜(偏光板、偏光フィルム)7が配置されている。同様に、液晶パネル用対向基板12の外表面(図1中下面)側には、偏光膜(偏光板、偏光フィルム)8が配置されている。
偏光膜7、8の構成材料としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)等が挙げられる。また、偏光膜としては、前記材料にヨウ素をドープしたもの等を用いてもよい。
A polarizing film (polarizing plate, polarizing film) 7 is disposed on the outer surface (upper surface in FIG. 1) side of the
Examples of the constituent material of the
偏光膜としては、例えば、上記材料で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いることができる。
このような偏光膜7、8を配置することにより、通電量の調節による光の透過率の制御をより確実に行うことができる。
偏光膜7、8の偏光軸の方向は、通常、無機配向膜3、4の配向方向(本実施形態では、電圧印加時)に応じて決定される。
As a polarizing film, what extended | stretched the film comprised with the said material to the uniaxial direction can be used, for example.
By disposing the
The direction of the polarization axis of the
また、TFT基板17には、画素電極172の内表面側に接合して無機配向膜3が設けられ、液晶パネル用対向基板12には、透明導電膜14の内表面側に接合して無機配向膜4が設けられている。
本実施形態では、TFT基板17と無機配向膜3とにより、また、液晶パネル用対向基板12と無機配向膜4とにより、それぞれ、本発明の電子デバイス用基板が構成される。
The
In the present embodiment, the
そして、これらの無機配向膜3と無機配向膜4との間に液晶層2が介挿され(設けられ)ている。液晶層2は、液晶分子(液晶材料)を含有しており、画素電極172の充放電に対応して、かかる液晶分子の配向が変化する。
液晶分子としては、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体、ビフェニル誘導体、ビフェニルシクロヘキサン誘導体、ターフェニル誘導体、フェニルエーテル誘導体、フェニルエステル誘導体、ビシクロヘキサン誘導体、アゾメチン誘導体、アゾキシ誘導体、ピリミジン誘導体、ジオキサン誘導体、キュバン誘導体、さらに、これらの誘導体に、フルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入したもの等が挙げられる。
なお、垂直配向に適する液晶分子としては、例えば、下記化1〜化3で表される化合物等が挙げられる。
The
Examples of liquid crystal molecules include phenylcyclohexane derivatives, biphenyl derivatives, biphenylcyclohexane derivatives, terphenyl derivatives, phenyl ether derivatives, phenyl ester derivatives, bicyclohexane derivatives, azomethine derivatives, azoxy derivatives, pyrimidine derivatives, dioxane derivatives, cubane derivatives, These derivatives include those obtained by introducing a fluorine-based substituent such as a fluoro group, a trifluoromethyl group, a trifluoromethoxy group, and a difluoromethoxy group.
In addition, as a liquid crystal molecule suitable for vertical alignment, the compound etc. which are represented by following Chemical formula 1-Chemical formula 3 etc. are mentioned, for example.
無機配向膜(垂直配向膜または水平配向膜)3、4は、液晶層2が含有する液晶分子の(電圧無印加時における)配向状態を規制する機能を有している。
なお、これらの無機配向膜3、4の構成については、後に詳述する。
このような液晶パネル1では、通常、1個のマイクロレンズ113と、かかるマイクロレンズ113の光軸Qに対応したブラックマトリックス13の1個の開口131と、1個の画素電極172と、かかる画素電極172に接続された1個の薄膜トランジスタ173とが、1画素に対応している。
The inorganic alignment films (vertical alignment films or horizontal alignment films) 3 and 4 have a function of regulating the alignment state (when no voltage is applied) of the liquid crystal molecules contained in the
The configuration of the inorganic alignment films 3 and 4 will be described in detail later.
In such a liquid crystal panel 1, normally, one
液晶パネル用対向基板12側から入射した入射光Lは、マイクロレンズ用凹部付き基板111を通り、マイクロレンズ113を通過する際に集光されつつ、樹脂層115、表層114、ブラックマトリックス13の開口131、透明導電膜14、液晶層2、画素電極172、ガラス基板171を透過する。
このとき、マイクロレンズ基板11の入射側に偏光膜8が設けられているため、入射光Lが液晶層2を透過する際に、入射光Lは直線偏光となっている。
Incident light L incident from the liquid crystal
At this time, since the
その際、この入射光Lの偏光方向は、液晶層2の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル1を透過した入射光Lを偏光膜7に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
このように、液晶パネル1は、マイクロレンズ113を有しており、しかも、マイクロレンズ113を通過した入射光Lは、集光されてブラックマトリックス13の開口131を通過する。
At this time, the polarization direction of the incident light L is controlled in accordance with the alignment state of the liquid crystal molecules in the
As described above, the liquid crystal panel 1 includes the
一方、ブラックマトリックス13の開口131が形成されていない部分では、入射光Lは遮光される。したがって、液晶パネル1では、画素以外の部分から不要光が漏洩することが防止され、かつ、画素部分での入射光Lの減衰が抑制される。このため、液晶パネル1は、画素部で高い光の透過率を有する。
さて、無機配向膜3、4は、それぞれ、図2に示すように、TFT基板17または液晶パネル用対向基板12の内表面側に設けられ、一軸配向した(長軸がほぼ一定方向に向くように配設された)複数の角柱状の無機粒子5で構成されている。
On the other hand, the incident light L is shielded in a portion where the
As shown in FIG. 2, each of the inorganic alignment films 3 and 4 is provided on the inner surface side of the
無機配向膜3、4は、同一であるため、無機配向膜3を代表にして説明する。
具体的には、図2(a)に示すように、TFT基板17の内表面には、TFT基板17と反対側の面(上面)に、複数の溝61がほぼ平行に設けられた下地層6が接合されている。そして、この下地層6上に、溝61の延在方向(長手方向)と長軸方向とがほぼ一致する(一軸配向する)ように、複数の無機粒子5が配設され、これにより無機配向膜3が構成されている。
Since the inorganic alignment films 3 and 4 are the same, the inorganic alignment film 3 will be described as a representative.
Specifically, as shown in FIG. 2A, an underlayer in which a plurality of
ここで、無機粒子5が一軸配向しているとは、図2に示すように、大多数の無機粒子5の長軸が、ほぼ等しい方向を向いていること(無機粒子5の長軸の平均的な方向が制御されていること)を言い、複数の無機粒子5の中には、長軸の方向が大多数のものと異なる方向を向いた無機粒子5が含まれていてもよい。
このように、無機粒子5が規則的に配列していることにより、無機配向膜3は、高い構造規則性を有している。
Here, the
Thus, the inorganic alignment film 3 has a high structural regularity because the
このような構成により、液晶層2が含有する液晶分子は、その種類に応じて、垂直配向または水平配向し易くなる。したがって、このような構成の無機配向膜3は、VA(Vertical Alignment)型やIPS(In Plane Switching)型の液晶パネルの構築に有用である。
また、無機配向膜3が高い構造規則性を有することから、液晶分子の配向方向もより正確に一定方向(垂直方向または水平方向)に揃うようになる。その結果、液晶パネル1の性能(特性)の向上を図ることができる。
With such a configuration, the liquid crystal molecules contained in the
In addition, since the inorganic alignment film 3 has high structural regularity, the alignment direction of the liquid crystal molecules is more accurately aligned in a certain direction (vertical direction or horizontal direction). As a result, the performance (characteristics) of the liquid crystal panel 1 can be improved.
特に、液晶分子は、尖った部分(角部)が存在すると、当該部分において配向し易くなるが、本発明においては、無機粒子5の角部が無機配向膜3の上面側に現れるため、液晶分子の配向性がより向上する。
無機粒子5は、好ましくは無機酸化物を主材料として構成される。一般に、無機材料は、有機材料に比べて、優れた化学的安定性(光安定性)を有している。このため、無機粒子5の集合物で構成された無機配向膜3は、有機材料で構成された配向膜に比べ、特に優れた耐光性を有するものとなる。
In particular, when a sharp portion (corner portion) exists in the liquid crystal molecule, the liquid crystal molecules are easily aligned at the portion. However, in the present invention, the corner portion of the
The
また、無機粒子5を構成する無機酸化物は、その誘電率が比較的低いものが好ましい。これにより、液晶パネル1において焼き付き等をより効果的に防止することができる。
このような無機酸化物としては、例えば、SiO2、SiOのようなシリコン酸化物、Al2O3、MgO、ZnO、TiO、TiO2、In2O3,Sb2O3,Ta2O5、Y2O3、CeO2、WO3、CrO3、GaO3、HfO2、Ti3O5、NiO、ZnO、Nb2O5、ZrO2、Ta2O5等の金属酸化物が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、SiO2またはAl2O3を主成分とするものが好ましい。SiO2やAl2O3は、誘電率が特に低く、かつ、高い光安定性を有する。
In addition, the inorganic oxide constituting the
Examples of such an inorganic oxide include silicon oxide such as SiO 2 and SiO, Al 2 O 3 , MgO, ZnO , TiO 2 , TiO 2 , In 2 O 3 , Sb 2 O 3 , and Ta 2 O 5. , Y 2 O 3 , CeO 2 , WO 3 , CrO 3 , GaO 3 , HfO 2 , Ti 3 O 5 , NiO, ZnO, Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 and the like. Of these, one or a combination of two or more can be used, and those containing SiO 2 or Al 2 O 3 as the main component are particularly preferred. SiO 2 and Al 2 O 3 have a particularly low dielectric constant and high light stability.
なお、無機粒子5は、無機酸化物の他、例えば、SiNのような無機窒化物、MgF2のような無機フッ化物等を主材料として、また、無機酸化物、無機窒化物および無機フッ化物のうちの任意の2種以上を組み合わせた材料を主材料として構成することができる。
無機粒子5のアスペクト比は、特に限定されないが、0.03〜0.5程度であるのが好ましく、0.05〜0.4程度であるのがより好ましい。このような寸法の無機粒子5を用いることにより、無機粒子の角部の辺によって生ずる分子異方性を増加させることができるという理由から、液晶分子の配向状態の規制(制御)を確実に行い得る無機配向膜3が得られる。
In addition to the inorganic oxide, the
The aspect ratio of the
ここで、無機粒子5のアスペクト比とは、無機粒子5の横断面における最大長さ(図示のような長方形状の場合、対角線の長さ:図2中S)を、無機粒子5の長軸方向の長さ(図2中L)で除した値のことを言う。
無機粒子5の長軸方向の平均長さLm(Lの平均値)の具体的な値は、80〜300nm程度であるのが好ましく、100〜200nm程度であるのがより好ましい。
Here, the aspect ratio of the
The specific value of the average length Lm (average value of L) in the major axis direction of the
また、下地層6上に配設する無機粒子5の個数、すなわち、下地層6の上面の単位面積あたりに存在する無機粒子5の個数は、2×109〜2×1013個/cm2程度であるのが好ましく、5×109〜1×1013個/cm2程度であるのがより好ましい。これにより、無機配向膜3の上面側に、十分な数の無機粒子5の角部が現れるようになる。このため、このような無機配向膜3には、液晶分子がより確実に配向(垂直配向または水平配向)するようになる。なお、配設する無機粒子5の個数を前記上限値を超えて多くしても、それ以上、液晶分子の配向状態を規制する効果の増大が認められない。
The number of
無機配向膜3の平均厚さは、特に限定されないが、15〜150nm程度であるのが好ましく、20〜50nm程度であるのがより好ましい。無機配向膜3の厚さが薄過ぎると、下地層6の上面に配設する無機粒子5の個数等によっては、液晶分子が直接、下地層6に接触し、下地層6が導電性材料で構成される場合、ショートするおそれがあり、一方、無機配向膜3の厚さが厚過ぎると、液晶パネル1の駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる傾向を示す。
The average thickness of the inorganic alignment film 3 is not particularly limited, but is preferably about 15 to 150 nm, and more preferably about 20 to 50 nm. If the thickness of the inorganic alignment film 3 is too thin, depending on the number of
また、無機配向膜3(無機粒子5)が無機酸化物を主材料として構成される場合、無機配向膜3には、表面に存在する活性な水酸基を低減させる水酸基低減処理を施すようにしてもよい。これにより、無機配向膜3に、各種不純物の付着や、液晶分子との反応が経時的に生じて、アンカリング力が低下し、配向異常が生じ易くなるのを防止することができる。 In addition, when the inorganic alignment film 3 (inorganic particles 5) is composed of an inorganic oxide as a main material, the inorganic alignment film 3 may be subjected to a hydroxyl group reduction treatment for reducing active hydroxyl groups present on the surface. Good. As a result, it is possible to prevent various impurities from adhering to the inorganic alignment film 3 and reacting with liquid crystal molecules over time, thereby reducing the anchoring force and easily causing an alignment abnormality.
なお、前記不純物としては、例えば、液晶層2を封止するシール材中の不純物および未反応成分、液晶層中の不純物および水分、製造過程で付着した汚れ等が挙げられる。
かかる水酸基低減処理には、例えば、無機配向膜3に対して、アルコール類やカップリング剤を化学結合させる処理が挙げられる。
このような無機粒子5を配設する下地層6の構成材料は、前述した無機材料や、ポリイミド、フッ素樹脂のような絶縁性有機材料等が挙げられ、このうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、複数層の積層体として)を用いることができる。
中でも、下地層6は、無機粒子5と同種の材料を主材料として構成するのが好ましい。これにより、無機配向膜3と下地層6との全体としての誘電率等の調整が容易であり、また、無機粒子5の下地層6上への固定をより容易かつ確実に行うことができる。
また、この場合、下地層6を含めて無機配向膜と呼ぶこともできる。
Examples of the impurities include impurities and unreacted components in the sealing material that seals the
Examples of the hydroxyl group reducing process include a process of chemically bonding an alcohol or a coupling agent to the inorganic alignment film 3.
Examples of the constituent material of the
In particular, the
In this case, the
下地層6の平均厚さは、特に限定されないが、20〜200nm程度であるのが好ましく、30〜100nm程度であるのがより好ましい。
なお、この下地層6の上面に設けられた溝61の構成(形状、寸法等)については、後に詳述する。
このような液晶パネル(液晶セル)1は、例えば、次のようにして製造することができる。
The average thickness of the
The configuration (shape, dimensions, etc.) of the
Such a liquid crystal panel (liquid crystal cell) 1 can be manufactured as follows, for example.
[1] まず、公知の方法により製造されたTFT基板17と液晶パネル用対向基板12とを用意する。
[2] 次に、TFT基板17上に画素電極172およびTFT173を覆うように無機配向膜3を、一方、液晶パネル用対向基板12の透明導電膜14上に無機配向膜4をそれぞれ形成する。
[1] First, a
[2] Next, the inorganic alignment film 3 is formed on the
無機配向膜3、4の形成方法(形成工程)は、同様であるので、以下、無機配向膜3を形成する場合を代表に説明する。
図3〜図5は、それぞれ、無機配向膜の形成方法を説明するための図であり、(a)は模式的な断面図、(b)は模式的な上面図である。なお、以下の説明では、図3(a)、図4(a)および図5(a)の側を「上」、下側を「下」と言う。
この無機配向膜の形成方法は、[2−1]下地層形成工程と、[2−2]無機粒子配置工程と、[2−3]無機粒子固定工程とを有している。以下、これらの各工程について、順次説明する。
Since the formation method (formation process) of the inorganic alignment films 3 and 4 is the same, the case where the inorganic alignment film 3 is formed will be described below as a representative.
3 to 5 are views for explaining a method for forming an inorganic alignment film, wherein (a) is a schematic cross-sectional view and (b) is a schematic top view. In the following description, the side of FIGS. 3A, 4A, and 5A is referred to as “upper”, and the lower side is referred to as “lower”.
This method for forming an inorganic alignment film has a [2-1] underlayer forming step, a [2-2] inorganic particle arranging step, and a [2-3] inorganic particle fixing step. Hereinafter, each of these steps will be described sequentially.
[2−1] 下地層形成工程(第1の工程)
TFT基板17上に、下地層6を形成する。
まず、図3に示すように、TFT基板17上に、被膜60を形成する。
この被膜60は、例えば、プラズマCVD、熱CVD、レーザーCVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、シート材の接合等を用いて形成することができる。
[2-1] Underlayer forming step (first step)
A
First, as shown in FIG. 3, a
The
また、被膜60は、下地層6の構成材料またはその前駆体を含む液状材料を、各種塗布法を用いて、TFT基板17上に塗布(供給)した後、必要に応じて、この塗膜に対して後処理(例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等)を施すことにより形成することもできる。
ここで、塗布法には、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等を用いることができる。
Further, the
Here, the coating method includes, for example, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, a spray coating method, and a screen printing method. Flexographic printing method, offset printing method, ink jet printing method and the like can be used.
次に、図4に示すように、被膜60の上面(TFT基板17と反対側の面)に、複数の溝61をほぼ平行となるように形成する。これにより、下地層6を得る。
溝61は、被膜60上面に、溝61のパターンと反転パターンの凸部(凸条)が形成された型(母材)を押圧することにより、凸部の形状を転写する転写法により好適に形成することができる。かかる転写法を用いることにより、微細な溝61を面方向に均一、かつ寸歩精度よく形成することができる。また、転写法は、その作業が容易であり、再現性が高いことからも好ましい。
Next, as shown in FIG. 4, a plurality of
The
型の表面への凸部(凹凸パターン)の形成は、例えば、フォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせて行うことができる。これにより、型の押し当て面に、微細な凹凸パターンを精密に形成することができる。このような型を用いることにより、微細な溝61が精密に形成された下地層6を得ることができる。
なお、エッチング法には、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
The formation of the convex portion (concave / convex pattern) on the surface of the mold can be performed by combining, for example, a photolithography method and an etching method. Thereby, a fine uneven | corrugated pattern can be precisely formed in the pressing surface of a type | mold. By using such a mold, it is possible to obtain the
For the etching method, for example, one or more of physical etching methods such as plasma etching, reactive ion etching, beam etching, and light-assisted etching, and chemical etching methods such as wet etching are combined. Can be used.
また、溝61は、このようなフォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせて被膜60を直接加工することにより形成してもよい。
溝61の断面形状は、特に限定されないが、三角形、四角形、五角形等の多角形状、半円状、半楕円状等が挙げられる。
中でも、溝61の断面形状は、図4(a)等に示すように、底面が一方向に傾斜するもの(図示の構成では、底面を斜辺とする直角三角形状)とするのが好ましい。換言すれば、下地層6の上面付近の形状を、断面においてノコギリ歯形状とするのが好ましい。このような断面形状の溝61は、底面が斜面となっており、かつ、内側面がTFT基板17の上面に対してほぼ垂直をなすことにより、次工程[2−2]において、下地層60上に供給された無機粒子5は、斜面に沿って転がって移動して溝61内に至り、内側面または既に溝61内に存在する無機粒子5に当接することによりその移動が規制される。このような挙動により、無機粒子5は、その長軸方向が溝61の延在方向とほぼ一致する(一軸配向する)ように効率よく配置される。
The
The cross-sectional shape of the
In particular, as shown in FIG. 4A and the like, the cross-sectional shape of the
この溝61の幅(図4中W)、ピッチ(図4中P)および深さ(図4中D)はそれぞれ、無機粒子5のサイズや液晶分子のサイズ等に応じて適宜設定される。なお、ここで言う溝61の幅Wとは、下地層6の上面に臨む溝61の開口の幅であり、深さDとは、溝61の最も深い位置から、下地層6の上面までの高さである。
まず、溝61の幅Wは、無機粒子5の長軸方向の平均長さLm(Lの平均値)よりも小さく設定される。これにより、次工程[2−2]において、無機粒子5がその長軸を溝61の延在方向と垂直な方向にして、溝61内に収納されるのを防止、またはその数を低減することができる。その結果、無機粒子5の大半のものを一軸配向させることができる。このため、得られる無機配向膜3は、液晶分子の配向状態を規制する機能がより向上する。
The width (W in FIG. 4), pitch (P in FIG. 4), and depth (D in FIG. 4) of the
First, the width W of the
また、溝61のピッチPも、無機粒子5の長軸方向の平均長さLよりも小さく設定するのが好ましい。これにより、下地層6上に無機粒子5を供給するだけで、一軸配向する無機粒子5の数を増大させることができる。また、例え、一部の無機粒子5が、溝61の延在方向とは異なる向きで配置された場合でも、かかる無機粒子5は、溝61と凸部(溝61以外の部分)とに跨った状態や、隣接する凸部と凸部とに跨った状態、すなわち、比較的不安定な状態となり易い。このため、次工程[2−2]において、無機粒子5を一軸配向させ易くなる。
In addition, the pitch P of the
具体的には、溝61の幅Wと無機粒子5の長軸方向の平均長さLmとの比W/Lmは、0.1〜1.0程度であるのが好ましく、0.2〜0.9程度であるのがより好ましい。また、溝のピッチPと無機粒子5の長軸方向の平均長さLmとの比P/Lmは、0.1〜2.0程度であるのが好ましく、0.2〜1.5程度であるのがより好ましい。W/LmおよびP/Lmを、それぞれ前記範囲とすることにより、次工程[2−2]において、無機粒子5を、より容易かつ確実に一軸配向させることができる。
また、溝61の深さDと無機粒子5の短軸方向の平均長さSm(Sの平均値)との比D/Smは、0.5〜20程度であるのが好ましく、0.8〜10程度であるのがより好ましい。D/Smを前記範囲とすることにより、必要最小限の量の無機粒子5を用いつつ、これらが確実に一軸配向してなる無機配向膜3を得ることができる。
Specifically, the ratio W / Lm between the width W of the
Further, the ratio D / Sm between the depth D of the
[2−2] 無機粒子配置工程(第2の工程)
次に、無機粒子5を、その長軸方向が溝61の延在方向とほぼ一致するように、下地層6上に配置する。
まず、無機粒子5を用意する。この無機粒子5は、いかなる方法で作製したものであってもよいが、斜方蒸着法により成膜された無機物膜を粉砕することにより好適に得ることができる。かかる方法によれば、容易、確実かつ収率よく、無機粒子5を作製することができる。また、前述したようなアスペクト比の無機粒子5を得るのが容易である。
[2-2] Inorganic particle arrangement step (second step)
Next, the
First,
斜方蒸着法により無機物膜を形成して、無機粒子5を作製する場合、具体的には、次のようにして行われる。
斜方蒸着法では、図6に示すように、チャンバ(図示せず)内に、無機材料(原料)800を収納した蒸着源810と、無機粒子作製用基板170とを設置し、これらの間にスリット821が形成されたスリット板820を配置する。
When the
In the oblique vapor deposition method, as shown in FIG. 6, a
なお、無機粒子作製用基板170は、駆動装置830に固定され、後述する蒸着角度(図6中、角度θ2)を維持した状態で、平行移動可能になっている。また、無機粒子作製用基板170は、図示しない加熱手段により加熱可能となっている。
この状態で、蒸着源810に設けられた加熱手段(図示せず)により無機材料800を加熱して蒸発(気化)させる。そして、無機材料800の蒸発粒子を、スリット板820のスリット821を介して無機粒子作製用基板170の上面(無機物膜を形成する面)に到達させる。
The inorganic
In this state, the
なお、このとき、無機粒子作製用基板170を、前述の加熱手段により所定の温度に加熱するとともに、駆動装置830により所定の速度で平行移動させる。
これにより、無機粒子作製用基板170上に、斜め方向に成長した角柱状の粒子(カラム構造)が多数集合した構造を呈する無機物膜が得られる。
ここで、蒸発源から気化した無機材料(蒸発粒子)800が、無機粒子作製用基板170の上面に到達する蒸着角度(図6中、角度θ2)を適宜設定することにより、角柱状の粒子のTFT基板17の上面に対する角度を調整することができる。
At this time, the inorganic
As a result, an inorganic film having a structure in which a large number of prismatic particles (column structure) grown in an oblique direction are gathered on the inorganic
Here, by appropriately setting the vapor deposition angle (angle θ 2 in FIG. 6) at which the inorganic material (evaporated particles) 800 evaporated from the evaporation source reaches the upper surface of the inorganic
チャンバ(蒸着装置)内の真空度は、1×10−5〜1×10−2Pa程度であるのが好ましく、5×10−5〜5×10−3Pa程度であるのがより好ましい。
また、蒸着時の基板温度は、20〜150℃程度であるのが好ましく、50〜120℃程度であるのがより好ましい。
また、蒸着レートは、2.5〜25Å/秒程度であるのが好ましく、4〜20Å/秒程度であるのがより好ましい。
The degree of vacuum in the chamber (evaporation apparatus) is preferably about 1 × 10 −5 to 1 × 10 −2 Pa, and more preferably about 5 × 10 −5 to 5 × 10 −3 Pa.
Moreover, it is preferable that the substrate temperature at the time of vapor deposition is about 20-150 degreeC, and it is more preferable that it is about 50-120 degreeC.
The deposition rate is preferably about 2.5 to 25 liters / second, more preferably about 4 to 20 liters / second.
また、蒸着角度θ2は、45〜85°程度であるのが好ましく、50〜75°程度であるのがより好ましい。
また、蒸着源810と無機粒子作製用基板170との方位角度(図6中、角度θ1)や、無機粒子作製用基板170と蒸着源810との離間距離(図6中A)、スリット板820の厚さ(図6中T)やスリット821の幅(図6中B)等を適宜設定することにより、得られる無機粒子5のサイズの調整を行うことができる。
In addition, the vapor deposition angle θ 2 is preferably about 45 to 85 °, and more preferably about 50 to 75 °.
Further, the azimuth angle between the
このようにして得られた無機物膜を基板から剥離し破砕することにより無機粒子5が得られる。
剥離・粉砕方法としては、例えば、まず鋭利な刃により機械的に剥離したり、超音波振動により剥離した無機粒子の凝集固体を、ボールミル、アトライター、サンドミル、ビーズミルなどの粉砕用メディアを添加して粉砕する湿式微粉砕方法等が挙げられる。
The
As the peeling / pulverizing method, for example, first, mechanically peeling with a sharp blade, or agglomerated solid of inorganic particles peeled off by ultrasonic vibration is added to a grinding medium such as a ball mill, attritor, sand mill, or bead mill. And wet pulverization method.
次に、下地層6上(上面)に、無機粒子5を供給する。
無機粒子5の供給は、無機粒子5自体を下地層6上に直接撒布することにより行ってもよく、無機粒子5を適当な分散媒に分散した分散液を下地層6上に塗布(供給)した後、分散媒を除去することにより行ってもよい。
なお、分散液を供給する方法には、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等を用いることができる。
Next, the
The supply of the
Examples of the method for supplying the dispersion include spin coating, casting, micro gravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, Screen printing, flexographic printing, offset printing, ink jet printing, and the like can be used.
このように供給された無機粒子5は、図5に示すように、その一部が長軸方向を溝61の延在方向とぼぼ一致した状態で配置され、残りがその長軸方向を溝61の延在方向とは異なる方向に向けた状態で配置される。
次に、TFT基板17に振動を与える。これにより、無機粒子5は、最も安定な状態となるように再配置される。すなわち、無機粒子5のうち、その長軸方向を溝61の延在方向とぼぼ一致した状態で配置されたものは、その状態を維持し、一方、その長軸方向を溝61の延在方向とは異なる方向を向けた状態で配置したものは、振動によりその方向を変えるように移動し、その長軸方向が溝61の延在方向とほぼ一致するようになる。その結果、図2に示すように、無機粒子5の大半は、その長軸方向が溝61の延在方向とほぼ一致した状態、すなわち一軸配向した状態となる。
As shown in FIG. 5, the
Next, vibration is applied to the
このTFT基板17に与える振動の振動数は、1KHz〜300KHz程度であるのが好ましく、10KHz〜100KHz程度であるのがより好ましい。このような振動数の振動を与えることにより、一旦配向した無機粒子5が不本意な方向に移動するのを防止しつつ、配向に至らない無機粒子5を、効率良く一軸配向させることができる。
TFT基板17に振動を与える方法としては、例えば、超音波振動子上に無機粒子を配置した基板を接触させ、再配置させる等が挙げられる。
The frequency of vibration applied to the
As a method for applying vibration to the
なお、TFT基板17への振動の付与は、無機粒子5をTFT基板17上に供給する際に同時に行ってもよい。
また、無機粒子5を無機粒子5をTFT基板17上に供給した段階で、既に、無機粒子5の大半が一軸配向した状態となっている場合には、TFT基板17への振動の付与を省略することもできる。
The application of vibration to the
In addition, when the
[2−3] 無機粒子固定工程
次に、下地層6上に配置(配設)された無機粒子5を、この状態(一軸配向した配向状態)を維持するように下地層6上に固定する。これにより、無機配向膜3のTFT基板17からの剥離を防止することができる。
この無機粒子5の固定は、例えば、下地層6の上面付近を溶融させた後、固化して行うようにしてもよいが、固定剤を用いて行うのが好ましい。固定剤を用いて無機粒子5の固定を行うことにより、無機粒子5の配向状態が乱される(破壊)されるのを確実に防止しつつ、無機粒子5を下地層6上に固定することができる。
[2-3] Inorganic particle fixing step Next, the
The
また、この場合、用いる固定剤は、無機粒子5同士を連結(架橋)する機能を有するものが好ましい。これにより、無機配向膜3の機械的強度を向上させることができ、また、TFT基板12からの剥離も確実に防止することができる。
このような固定剤としては、例えば、Ti、Li、Si、Na、K、Mg、Ca、St、Ba、Al、In、Ge、Bi、Fe、Cu、Y、Zr、Ta等を金属元素として有するカップリング剤を主成分とするものが好ましく、特に、シラン系、チタネート系の各種カップリング剤を主成分とするものが好適に用いられる。カップリング剤は、無機粒子5の下地層6上への固定と、無機粒子5同士の連結との双方の機能を同一分子で担うことができることから好ましい。
In this case, the fixing agent used preferably has a function of connecting (crosslinking) the
Examples of such a fixing agent include Ti, Li, Si, Na, K, Mg, Ca, St, Ba, Al, In, Ge, Bi, Fe, Cu, Y, Zr, and Ta as metal elements. What has a coupling agent which has as a main component is preferable, and especially what has a silane type and titanate type coupling agent as a main component is used suitably. The coupling agent is preferable because the same molecule can perform both functions of fixing the
このうち、シラン系カップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するもの、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基を有するもの、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリロキシ基を有するもの、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリロキシ基を有するもの、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、特殊アミノシラン等のアミノ基を有するもの、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド基を有するもの、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のクロロプロピル基を有するもの、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するもの、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド基を有するもの、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基を有するもの等が挙げられる。 Among these, silane coupling agents include those having a vinyl group such as vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycol. Those having an epoxy group such as sidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Those having a methacryloxy group such as 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane and 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, those having an acryloxy group such as 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2 (amino Ethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- Of triethoxysilyl-N- (1,3-dimethylbutylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane Those having an amino group such as hydrochloride, special aminosilane, those having a ureido group such as 3-ureidopropyltriethoxysilane, those having a chloropropyl group such as 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxy Silane, 3-mercaptopro Those having a mercapto group such as Le trimethoxysilane, those having a sulfide group such as bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, such as those having an isocyanate group such as 3-isocyanate propyl triethoxysilane and the like.
その他、固定剤には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールのような多価アルコール類を用いることもできる。
これら固定剤は、そのまま、または適当な溶媒(希釈液)に溶解した溶液として、無機粒子5(下地層6)上に供給することができる。
溶液とする場合、溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール等のようなアルコール、ジメチルホルムアミド、ヘキサン、テトラヒドロフラン、トルエン、ピリジン、トリエチルアミン、水、アセトン等が挙げられる。
In addition, polyhydric alcohols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol can also be used as the fixing agent.
These fixing agents can be supplied onto the inorganic particles 5 (underlying layer 6) as they are or as a solution dissolved in an appropriate solvent (diluent).
In the case of a solution, examples of the solvent include alcohols such as isopropyl alcohol, ethyl alcohol, and methyl alcohol, dimethylformamide, hexane, tetrahydrofuran, toluene, pyridine, triethylamine, water, and acetone.
また、固定剤を無機粒子5上に供給する方法としては、例えば、無機粒子5上に、固定剤または溶液を塗布する方法(塗布法)、無機粒子5上に、固定剤または溶液をシャワー状に供給する方法(噴霧法)等が挙げられる。
固定剤の供給量は、特に限定されないが、無機粒子1gに対して0.001〜0.2g程度であるのが好ましく、0.01〜0.1g程度であるのがより好ましい。固定剤の供給量を前記範囲とすることにより、余剰の固定剤により液晶層2の機能に悪影響を及ぼすのを好適に防止しつつ、無機粒子5の下地層6への固定や、無機粒子5同士の連結を確実に行うことができる。
なお、固定剤は、予め無機粒子5と混合して、この混合物を下地層6上に供給するようにしてもよい。
As a method for supplying the fixing agent onto the
Although the supply amount of the fixing agent is not particularly limited, it is preferably about 0.001 to 0.2 g, more preferably about 0.01 to 0.1 g with respect to 1 g of the inorganic particles. By making the supply amount of the fixing agent within the above range, the
Note that the fixing agent may be mixed with the
次に、無機粒子5が固定剤を介して下地層6上に固定されるとともに、無機粒子5同士が連結されるように、固定剤に応じた処理を行う。
例えば、固定剤としてシラン系カップリング剤を用いた場合には、加熱により、シラン系カップリング剤の反応性基と、下地層6の表面の官能基および無機粒子5の表面の官能基が反応し、シロキサン結合が形成される。その結果、無機粒子5が下地層6上に固定され、また、無機粒子5同士が連結される。
Next, the
For example, when a silane coupling agent is used as the fixing agent, the reactive group of the silane coupling agent reacts with the functional group on the surface of the
この熱処理の温度は、90〜200℃程度であるのが好ましく、110〜180℃程度であるのがより好ましい。
なお、固定処理は、加熱の他、例えば、シラン系カップリング剤に対して水蒸気暴露等により行うこともできる。
以上のような方法によれば、無機粒子5を溝61が形成された下地層6上に供給し、振動を与えて配向させるので、均一かつ均質な無機配向膜3を簡便かつ効率良く形成することができる。
The temperature of this heat treatment is preferably about 90 to 200 ° C, more preferably about 110 to 180 ° C.
In addition to fixing, the fixing treatment can be performed by, for example, exposing the silane coupling agent to water vapor.
According to the method as described above, the
特に、かかる方法によれば、TFT基板17が大型化した場合でも、同様に、均一かつ均質な無機配向膜3を確実に形成することができる。すなわち、本発明の電子デバイス用基板の製造方法は、大型の基板に無機配向膜を形成する場合への適用に適する。
以上の工程を経て、一方の面側に無機配向膜3が設けられたTFT基板17(本発明の電子デバイス用基板)が得られる。
In particular, according to this method, even when the
Through the above steps, a TFT substrate 17 (an electronic device substrate of the present invention) provided with the inorganic alignment film 3 on one surface side is obtained.
[3] 次に、無機配向膜3、4を対向させ、TFT基板17と液晶パネル用対向基板12とをシール材(図示せず)を介して接合し、これにより形成された空隙部の封入孔(図示せず)から液晶(液晶組成物)を空隙部内に注入した後、かかる封入孔を塞ぐ。
[4] 次に、TFT基板17および液晶パネル用対向基板12の外表面に、それぞれ、偏光膜7、8を接合する。
[3] Next, the inorganic alignment films 3 and 4 are opposed to each other, and the
[4] Next, polarizing
以上のようにして、図1に示す液晶パネル1が得られる。
このような液晶パネル1は、溝61の延在方向とほぼ一致するように配設(配向)した微細な形状の無機粒子5により、無機配向膜3、4に構造規則性が付与される。また、無機粒子5は、耐光性(耐久性)および耐熱性に優れることから、その構造規則性を長期間に亘り維持することができる。
As described above, the liquid crystal panel 1 shown in FIG. 1 is obtained.
In such a liquid crystal panel 1, structural regularity is imparted to the inorganic alignment films 3 and 4 by the finely shaped
したがって、この液晶パネル1は、液晶分子の配向(垂直配向または水平配向)状態の規制を正確に行うことができ、優れた特性(表示特性)を安定的に得ることができる。
なお、上記液晶パネル1では、液晶駆動基板としてTFT基板を用いたが、液晶駆動基板にTFT基板以外の他の液晶駆動基板、例えば、TFD基板、STN基板などを用いてもよい。
Therefore, the liquid crystal panel 1 can accurately regulate the alignment (vertical alignment or horizontal alignment) state of the liquid crystal molecules, and can stably obtain excellent characteristics (display characteristics).
In the liquid crystal panel 1, a TFT substrate is used as the liquid crystal drive substrate. However, a liquid crystal drive substrate other than the TFT substrate, such as a TFD substrate or an STN substrate, may be used as the liquid crystal drive substrate.
次に、本発明の電子機器の一例として、上記液晶パネル1を用いた電子機器(液晶プロジェクタ)について説明する。
図7は、本発明の電子機器(投射型表示装置)の光学系を模式的に示す図である。
同図に示すように、投射型表示装置300は、光源301と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系(導光光学系)と、赤色に対応した(赤色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)24と、緑色に対応した(緑色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)25と、青色に対応した(青色用の)液晶ライトバルブ(液晶光シャッターアレイ)26と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面211および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面212が形成されたダイクロイックプリズム(色合成光学系)21と、投射レンズ(投射光学系)22とを有している。
Next, an electronic apparatus (liquid crystal projector) using the liquid crystal panel 1 will be described as an example of the electronic apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a diagram schematically showing an optical system of the electronic apparatus (projection display device) of the present invention.
As shown in the figure, the
また、照明光学系は、インテグレータレンズ302および303を有している。色分離光学系は、ミラー304、306、309、青色光および緑色光を反射する(赤色光のみを透過する)ダイクロイックミラー305、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー307、青色光のみを反射するダイクロイックミラー(または青色光を反射するミラー)308、集光レンズ310、311、312、313および314とを有している。
The illumination optical system includes
液晶ライトバルブ25は、前述した液晶パネル1を備えている。液晶ライトバルブ24および26も、液晶ライトバルブ25と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ24、25および26が備えている液晶パネル1は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、投射型表示装置300では、ダイクロイックプリズム21と投射レンズ22とで、光学ブロック20が構成されている。また、この光学ブロック20と、ダイクロイックプリズム21に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ24、25および26とで、表示ユニット23が構成されている。
The liquid crystal
In the
以下、投射型表示装置300の作用を説明する。
光源301から出射された白色光(白色光束)は、インテグレータレンズ302および303を透過する。この白色光の光強度(輝度分布)は、インテグレータレンズ302および303により均一にされる。光源301から出射される白色光は、その光強度が比較的大きいものであるのが好ましい。これにより、スクリーン320上に形成される画像をより鮮明なものとすることができる。また、投射型表示装置300では、耐光性に優れた液晶パネル1を用いているため、光源301から出射される光の強度が大きい場合であっても、優れた長期安定性が得られる。
Hereinafter, the operation of the
White light (white light beam) emitted from the
インテグレータレンズ302および303を透過した白色光は、ミラー304で図7中左側に反射し、その反射光のうちの青色光(B)および緑色光(G)は、それぞれダイクロイックミラー305で図7中下側に反射し、赤色光(R)は、ダイクロイックミラー305を透過する。
ダイクロイックミラー305を透過した赤色光は、ミラー306で図7中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ310により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ24に入射する。
The white light transmitted through the
The red light transmitted through the
ダイクロイックミラー305で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー307で図7中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー307を透過する。
ダイクロイックミラー307で反射した緑色光は、集光レンズ311により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ25に入射する。
Green light out of blue light and green light reflected by the
The green light reflected by the
また、ダイクロイックミラー307を透過した青色光は、ダイクロイックミラー(またはミラー)308で図7中左側に反射し、その反射光は、ミラー309で図7中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ312、313および314により整形され、青色用の液晶ライトバルブ26に入射する。
このように、光源301から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
Further, the blue light transmitted through the
As described above, the white light emitted from the
この際、液晶ライトバルブ24が有する液晶パネル1の各画素(薄膜トランジスタ173とこれに接続された画素電極172)は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路(駆動手段)により、スイッチング制御(オン/オフ)、すなわち変調される。
同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ25および26に入射し、それぞれの液晶パネル1で変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ25が有する液晶パネル1の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ26が有する液晶パネル1の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
At this time, each pixel (the
Similarly, green light and blue light enter the liquid
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ24、25および26で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
前記液晶ライトバルブ24により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ24からの赤色光は、面213からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211で図7中左側に反射し、ダイクロイックミラー面212を透過して、出射面216から出射する。
As a result, red light, green light, and blue light are modulated by the liquid
The red image formed by the liquid crystal
また、前記液晶ライトバルブ25により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ25からの緑色光は、面214からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面211および212をそれぞれ透過して、出射面216から出射する。
また、前記液晶ライトバルブ26により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ26からの青色光は、面215からダイクロイックプリズム21に入射し、ダイクロイックミラー面212で図7中左側に反射し、ダイクロイックミラー面211を透過して、出射面216から出射する。
Further, the green image formed by the liquid crystal
Further, the blue image formed by the liquid crystal
このように、前記液晶ライトバルブ24、25および26からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ24、25および26により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム21により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ22により、所定の位置に設置されているスクリーン320上に投影(拡大投射)される。
Thus, the light of each color from the liquid
本実施形態の投射型表示装置300は、3個の液晶パネルを有するものであり、これらの全てに液晶パネル1を適用したものについて説明したが、これらのうちの少なくとも1つが、液晶パネル1であればよい。この場合、少なくとも、青色用の液晶ライトバルブに液晶パネル1を適用するのが好ましい。
なお、本発明の電子機器は、図7の投射型表示装置の他にも、例えば、パーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、携帯電話機(PHSを含む)、ディジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータなどが挙げられる。そして、これらの各種電子機器が表示部、モニタ部に備える液晶パネルに、本発明を適用可能なことは言うまでもない。
The
In addition to the projection display device of FIG. 7, the electronic apparatus of the present invention includes, for example, a personal computer (mobile personal computer), a mobile phone (including PHS), a digital still camera, a television, a video camera, a view Finder type, monitor direct-view type video tape recorder, car navigation system, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, TV monitor for crime prevention, electronic Devices equipped with binoculars, POS terminals, touch panels (for example, cash dispensers of financial institutions, automatic ticket vending machines), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiographs, ultrasonic diagnostic devices, endoscopes) Display device), fish finder, various measuring instruments, instruments (eg, vehicle) Aircraft, gauges of a ship), such as flight simulators, and the like. Needless to say, the present invention can be applied to a liquid crystal panel included in the display unit and the monitor unit of these various electronic devices.
以上、本発明の電子デバイス用基板の製造方法、電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の電子デバイス用基板の製造方法は、任意の1または2以上の工程を追加することもできる。
As mentioned above, although the manufacturing method of the board | substrate for electronic devices of this invention, the board | substrate for electronic devices, a liquid crystal panel, and an electronic device were demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to this.
For example, in the method for manufacturing an electronic device substrate of the present invention, one or more arbitrary steps can be added.
また、本発明の電子デバイス用基板、液晶パネルおよび電子機器では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、本発明の電子デバイス用基板は、前記実施形態で説明した構成の液晶パネルへの適用に限定されず、例えば、同一基板上に、液晶層に電圧を印加する一対の電極を設けた構成の液晶パネルに適用することができる。
さらに、本発明の電子デバイス用基板は、液晶パネルへの適用に限定されず、例えば、有機トランジスタ等に適用することもできる。この場合、かかる電子デバイス用基板を用いることにより、有機半導体層の配向方向を規制して、キャリア移動度の向上を図ることができる。
In addition, in the electronic device substrate, the liquid crystal panel, and the electronic apparatus according to the present invention, the configuration of each part can be replaced with any configuration that exhibits the same function, and any configuration can be added. it can.
The electronic device substrate of the present invention is not limited to application to the liquid crystal panel having the configuration described in the above embodiment. For example, a configuration in which a pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal layer is provided on the same substrate. It can be applied to LCD panels.
Furthermore, the electronic device substrate of the present invention is not limited to application to a liquid crystal panel, and may be applied to, for example, an organic transistor. In this case, by using such an electronic device substrate, the orientation direction of the organic semiconductor layer can be regulated to improve carrier mobility.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.無機粒子の作製
まず、直径8インチのシリコン基板(無機粒子作製用基板)を用意し、真空蒸着装置のチャンバ内に基板面が蒸着源に対して、角度θ1が50°となるようにセットした。また、スリット板の厚さは1.5cm、スリットの幅は2.0cmとし、蒸着角度θ2は60°、蒸着距離は1.5m、シリコン基板の稼動速度(移動速度)は2.5cm/分とした。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Preparation of inorganic particles First, set to prepare a silicon substrate having a diameter of 8 inches (substrate for producing inorganic particles), the substrate surface in a chamber of a vacuum deposition apparatus with respect to the deposition source, the angle theta 1 is 50 ° did. Also, the thickness of the slit plate is 1.5 cm, the width of the slit is 2.0 cm, the deposition angle θ 2 is 60 °, the deposition distance is 1.5 m, and the operating speed (moving speed) of the silicon substrate is 2.5 cm / Minutes.
次に、チャンバ内を減圧(1×10−4Pa)し、シリコン基板の温度110℃、蒸着レート10Å/秒で、SiO2を斜方蒸着して、SiO2斜方蒸着膜を形成した。
なお、得られたSiO2斜方蒸着膜は、その細孔のシリコン基板の上面に対する角度が約70°であり、平均厚さが40nmであった。
そして、シリコン基板上から、SiO2斜方蒸着膜を剥離、粉砕することにより、角柱状(直方体状)のSiO2粒子を得た。
なお、角柱状のSiO2粒子のサイズは、長さ110nm×縦20nm×横15nmであり、アスペクト比は、約0.23であった。
Next, the inside of the chamber was depressurized (1 × 10 −4 Pa), and SiO 2 was obliquely vapor-deposited at a silicon substrate temperature of 110 ° C. and a vapor deposition rate of 10 Å / second to form a SiO 2 oblique vapor-deposited film.
In addition, the obtained SiO 2 oblique deposition film had an angle of about 70 ° with respect to the upper surface of the silicon substrate and an average thickness of 40 nm.
Then, the SiO 2 oblique deposition film was peeled off from the silicon substrate and pulverized to obtain prismatic (rectangular) SiO 2 particles.
The size of the prismatic SiO 2 particles was 110 nm long × 20 nm long × 15 nm wide, and the aspect ratio was about 0.23.
2.液晶パネルの作製
(実施例)
<1> まず、図1に示すTFT基板および液晶パネル用対向基板を用意し、各基板上に、それぞれ蒸着法により、SiO2を被着させ、SiO2膜を形成した。なお、SiO2膜の平均厚さは、100nmとした。
2. Production of liquid crystal panel (Example)
<1> First, a TFT substrate and a counter substrate for a liquid crystal panel shown in FIG. 1 were prepared, and SiO 2 was deposited on each substrate by an evaporation method to form a SiO 2 film. The average thickness of the SiO 2 film was 100 nm.
<2> 次に、断面が直角三角形状の凸部(凸条)が、ほぼ平行に設けられた型を用意した。そして、この型をSiO2膜に重ね合わせ、SiO2膜に向かって押圧することにより、型の凹凸パターンをSiO2膜に転写した。
これにより、断面が直角三角形状の溝が、略平行に並列して設けられた下地層を得た。
なお、溝の寸法は、平均幅が80nm、平均深さが60nm、平均ピッチが100nmとした。
<2> Next, a mold was prepared in which convex portions (projections) having a right-angled triangular cross section were provided substantially in parallel. Then, it superimposed the mold SiO 2 film, by pressing against the SiO 2 film was transferred the type of uneven pattern on the SiO 2 film.
As a result, a base layer in which grooves having a right-angled triangular cross-section were provided substantially in parallel was obtained.
The dimensions of the grooves were an average width of 80 nm, an average depth of 60 nm, and an average pitch of 100 nm.
<3> 次に、この下地層上に、SiO2粒子を撒布し、基板に振動数20KHzの振動を与えた。
これにより、SiO2粒子の大半を、その長軸方向が溝の延在方向とほぼ一致するように配置した。
<4> 次に、CH3(CH2)5Si(OCH3)3で表されるシラン系カップリング剤(信越化学工業社製、「KBM3063」)1gをイソプロピルアルコール200gに溶解した溶液を、SiO2粒子上にスプレーコート法により供給した後、150℃×2時間加熱した。
<3> Next, SiO 2 particles were spread on the underlayer, and the substrate was vibrated at a frequency of 20 KHz.
Thereby, most of the SiO 2 particles were arranged so that the major axis direction thereof substantially coincided with the extending direction of the groove.
<4> Next, a solution obtained by dissolving 1 g of a silane coupling agent represented by CH 3 (CH 2 ) 5 Si (OCH 3 ) 3 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “KBM3063”) in 200 g of isopropyl alcohol, After being supplied onto the SiO 2 particles by a spray coating method, it was heated at 150 ° C. for 2 hours.
これにより、無機粒子を下地層上に固定するとともに、無機粒子同士を連結して、無機配向膜を得た。
なお、下地層上に供給されたSiO2粒子の個数は、1×1010個/cm2であり、得られた無機配向膜の平均厚さは、70nmであった。
また、シラン系カップリング剤の供給量は、SiO2粒子1gに対して、0.05gとした。
Thereby, while fixing inorganic particles on a base layer, inorganic particles were connected and the inorganic oriented film was obtained.
The number of SiO 2 particles supplied on the underlayer was 1 × 10 10 particles / cm 2 , and the average thickness of the obtained inorganic alignment film was 70 nm.
Moreover, the supply amount of the silane coupling agent was 0.05 g with respect to 1 g of SiO 2 particles.
<5> 次に、各無機配向膜が形成された基板を、それぞれ、無機配向膜を上にしてテフロン製容器(「テフロン」は登録商標)の底に配置し、この容器内に、超純水を無機配向膜が浸るまで注入した。そして、この容器を、真空チャンバ内に搬入し、真空チャンバ内を減圧(1Torr)することにより、無機粒子同士の隙間の気体を超純水で置換した。その後、この状態で、超音波洗浄を10分間行った。続いて、真空チャンバ内を大気圧に復帰させ、超純水をドレインから排出した。再度、真空チャンバ内を減圧しながら、200℃×90分間加熱した後、放冷した。これにより、無機配向膜付き基板を洗浄した。 <5> Next, the substrate on which each inorganic alignment film is formed is placed on the bottom of a Teflon container (“Teflon” is a registered trademark) with the inorganic alignment film facing upward, Water was injected until the inorganic alignment film was immersed. And this container was carried in in the vacuum chamber, and the inside of the vacuum chamber was pressure-reduced (1 Torr), and the gas of the clearance gap between inorganic particles was substituted with the ultrapure water. Thereafter, in this state, ultrasonic cleaning was performed for 10 minutes. Subsequently, the inside of the vacuum chamber was returned to atmospheric pressure, and ultrapure water was discharged from the drain. Again, the inside of the vacuum chamber was heated at 200 ° C. for 90 minutes while reducing the pressure, and then allowed to cool. Thereby, the substrate with an inorganic alignment film was washed.
<6> 次に、一方の無機配向膜付き基板の無機配向膜の外周部に沿って、液晶注入口に対応する部分を除いて、熱硬化型接着剤(日本化薬社製、「ML3804P」)を印刷した。なお、この熱硬化型接着剤は、直径約3μmのシリカ球を混合したエポキシ樹脂を主材料とするものである。そして、無機配向膜付き基板を、80℃で10分間加熱することによって、熱硬化型接着剤中の溶媒を除去した。
<7> 次に、この熱硬化型接着剤が印刷された無機配向膜付き基板と、他方の無機配向膜付き基板とを、無機配向膜側を内側にし、かつ、無機配向膜の配向方向が180°となるように配置した。そして、この2枚の基板を、クリップで圧着しながら140℃×1時間加熱することにより貼り合わせた。
<6> Next, a thermosetting adhesive (“ML3804P” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) is formed along the outer peripheral portion of the inorganic alignment film of the substrate with one inorganic alignment film, except for the portion corresponding to the liquid crystal injection port. ) Was printed. This thermosetting adhesive is mainly composed of an epoxy resin mixed with silica spheres having a diameter of about 3 μm. And the solvent in a thermosetting adhesive was removed by heating the board | substrate with an inorganic alignment film at 80 degreeC for 10 minute (s).
<7> Next, the substrate with the inorganic alignment film on which the thermosetting adhesive is printed and the substrate with the other inorganic alignment film are set to the inner side of the inorganic alignment film, and the alignment direction of the inorganic alignment film is It arrange | positioned so that it might become 180 degrees. Then, the two substrates were bonded together by heating at 140 ° C. for 1 hour while being pressure-bonded with a clip.
<8> 次に、無機配向膜同士の間の空間に、液晶注入口からフッ素系の正の誘電異方性液晶(メルク社製、「MJ99247」)を真空注入法により注入した。その後、液晶注入口に、アクリル系のUV接着剤(ヘンケルジャパン社製、「LPD−204」)を供給し、波長365nmのUVを3000mJ/cm2で照射することにより、液晶注入口を封止した。
<9> 一軸方向に延伸したポリビニルアルコール膜(偏光膜)を、それぞれ、2つの基板の外表面に接合した。
以上の工程を経て、水平配向タイプの液晶パネルを製造した。
<8> Next, a fluorine-based positive dielectric anisotropic liquid crystal (manufactured by Merck & Co., "MJ99247") was injected into the space between the inorganic alignment films from the liquid crystal injection port by a vacuum injection method. Thereafter, an acrylic UV adhesive (“LPD-204” manufactured by Henkel Japan Co., Ltd.) is supplied to the liquid crystal injection port, and the liquid crystal injection port is sealed by irradiating with a wavelength of 365 nm at 3000 mJ / cm 2. did.
<9> Polyvinyl alcohol films (polarizing films) stretched in a uniaxial direction were bonded to the outer surfaces of the two substrates, respectively.
Through the above steps, a horizontal alignment type liquid crystal panel was manufactured.
(比較例1)
前記工程<3>および<4>を省略して、下地層を無機配向膜として利用した以外は、前記実施例と同様にして液晶パネルを製造した。
(比較例2)
前記工程<1>〜<4>に代えて、2つの基板上に、それぞれポリイミド膜を形成し、これにラビング処理を施すことにより、有機配向膜を形成した以外は、前記実施例と同様にして液晶パネルを製造した。
なお、有機配向膜の平均厚さは、50nmであった。
(Comparative Example 1)
A liquid crystal panel was produced in the same manner as in the above example except that the steps <3> and <4> were omitted and the base layer was used as an inorganic alignment film.
(Comparative Example 2)
Instead of the above steps <1> to <4>, a polyimide film was formed on each of the two substrates, and a rubbing treatment was applied thereto to form an organic alignment film. A liquid crystal panel was manufactured.
The average thickness of the organic alignment film was 50 nm.
3.評価
3−1.プレチルト角の測定
実施例および各比較例で製造した液晶パネルについて、それぞれプレチルト角を測定した。
このプレチルト角の測定は、各液晶パネルに対して、入射角度を変化させながら光を入射し、その反射光の角度変化を観測するクリスタルローテーション法により行った。
その結果、実施例で製造された液晶パネルでは、プレチルト角が約7°であった。これに対して、比較例1および比較例2で製造された液晶パネルのプレチルト角は、それぞれ約0°、約5°であった。
3. Evaluation 3-1. Measurement of Pretilt Angle The pretilt angle was measured for the liquid crystal panels produced in the examples and comparative examples.
The pretilt angle was measured by a crystal rotation method in which light was incident on each liquid crystal panel while changing the incident angle, and the angle change of the reflected light was observed.
As a result, the liquid crystal panel manufactured in the example had a pretilt angle of about 7 °. On the other hand, the pretilt angles of the liquid crystal panels manufactured in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were about 0 ° and about 5 °, respectively.
3−2.耐光性試験
実施例および各比較例で製造した液晶パネルについて、それぞれ耐光性試験を行った。
この耐光性試験は、各液晶パネルを、それぞれ、図7に示す投射型表示装置の青色用の液晶ライトバルブとしてセットして、液晶セルの表面温度を55℃に保ちつつ、光源を連続点灯し、表示異常が発生するまでの時間を測定した。
なお、光源には、130WUHPランプ(フィリップス社製)を用いた。
この結果を、下記表1に示す。
また、表1には、比較例2で製造された液晶パネルにおいて表示異常が発生するまでの時間を「1」とし、実施例および比較例1で製造された液晶パネルにおいて表示異常が発生するまでの時間を、それぞれ、相対値で示した。
3-2. Light Resistance Test A light resistance test was performed on the liquid crystal panels produced in the examples and comparative examples.
In this light resistance test, each liquid crystal panel was set as a blue liquid crystal light valve of the projection display device shown in FIG. 7, and the light source was continuously lit while maintaining the surface temperature of the liquid crystal cell at 55 ° C. The time until display abnormality occurred was measured.
A 130 WUHP lamp (manufactured by Philips) was used as the light source.
The results are shown in Table 1 below.
Table 1 shows that the time until a display abnormality occurs in the liquid crystal panel manufactured in Comparative Example 2 is “1”, and a display abnormality occurs in the liquid crystal panel manufactured in Example and Comparative Example 1. Each time is shown as a relative value.
表1に示すように、実施例で製造された液晶パネルは、比較例2で製造された液晶パネルに対して、表示異常が発生するまでの時間が長くなることが明らかとなった。
また、SiO2に代えて、Al2O3で無機配向膜を形成した以外は、前記と同様にして液晶パネルを製造し、前記と同様にして評価を行ったところ、前記と同様の結果が得られた。
As shown in Table 1, it was revealed that the liquid crystal panel manufactured in the example has a longer time until display abnormality occurs than the liquid crystal panel manufactured in Comparative Example 2.
Further, a liquid crystal panel was produced in the same manner as described above except that an inorganic alignment film was formed of Al 2 O 3 instead of SiO 2 , and evaluation was performed in the same manner as above. Obtained.
1……液晶パネル 2……液晶層 3、4……無機配向膜 5……無機粒子 6……下地層 61……溝 60……被膜 7、8……偏光膜 11……マイクロレンズ基板 111……マイクロレンズ用凹部付き基板 112……凹部 113……マイクロレンズ 114……表層 115……樹脂層 12……液晶パネル用対向基板 13……ブラックマトリックス 131……開口 14……透明導電膜 17……TFT基板 171……ガラス基板 172……画素電極 173……薄膜トランジスタ 170……無機粒子作製用基板 800……無機材料(原料) 810……蒸着源 820……スリット板 821……スリット 830……駆動装置 300……投射型表示装置 301……光源 302、303……インテグレータレンズ 304、306、309……ミラー 305、307、308……ダイクロイックミラー 310〜314……集光レンズ 320……スクリーン 20……光学ブロック 21……ダイクロイックプリズム 211、212……ダイクロイックミラー面 213〜215……面 216……出射面 22……投射レンズ 23……表示ユニット 24〜26……液晶ライトバルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (17)
前記基板上に、前記無機粒子の長軸方向の平均長さより幅が小さい溝を複数、ほぼ平行に、前記基板と反対側の面に設けた下地層を形成する第1の工程と、
該下地層上に、前記無機粒子を供給するとともに、前記無機粒子の長軸方向と前記溝の延在方向とがほぼ一致するように配置する第2の工程とを有することを特徴とする電子デバイス用基板の製造方法。 An electronic device substrate comprising: a substrate; and an inorganic alignment film formed of a plurality of prismatic inorganic particles provided on one surface side of the substrate and disposed so that a major axis thereof is oriented in a substantially constant direction. A method of manufacturing comprising:
A first step of forming a plurality of grooves having a width smaller than the average length of the inorganic particles in the major axis direction on the substrate, a base layer provided on a surface opposite to the substrate, substantially in parallel,
A second step of supplying the inorganic particles on the underlayer and arranging the inorganic particles so that the major axis direction of the inorganic particles and the extending direction of the grooves substantially coincide with each other. A method for manufacturing a device substrate.
前記無機配向膜の前記基板と反対側に設けられた液晶層とを備えることを特徴とする液晶パネル。 The substrate for electronic devices according to claim 15,
A liquid crystal panel comprising: a liquid crystal layer provided on a side opposite to the substrate of the inorganic alignment film.
An electronic apparatus comprising the liquid crystal panel according to claim 16.
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JP2008089782A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Stanley Electric Co Ltd | Liquid crystal optical element, its manufacturing method, and strobe unit using the same |
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