JP2562024B2 - 液晶装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，画像表示装置やコンピュータ端末あるいは
電気光学シャッタ等に用いられる大型大容量の液晶装置
の製造方法に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は，所定量の旋光性物質が添加された正の誘電
異方性を有するネマチック液晶組成物を，表面に配向膜
を形成した相対峙する２枚の透明電極基板間に封入し，
該ネマチック液晶組成物がその厚さ方向にねじれたら旋
構造を形成し，かつ該透明基板の外側に１対の偏光板を
具備した液晶装置の製造方法において，基板上に互いに
絶縁されて配置された複数の導電層上に，電着性高分子
を分散させた溶液から電着により高分子層を形成したの
ち，所定の操作をほどこして，液晶配向膜を形成するこ
とにより，該液晶配向膜を均一な所定の膜厚にすること
ができ，導電膜見えを大幅に削減した大型大容量の液晶
装置を，歩留り良く製造できる製造方法を提供するもの
である。

〔従来の技術〕

近年は表示情報量の増大に伴い,X−Ｙマトリクス状に
電極を形成したいわゆるドットマトリクス液晶装置が，
薄型軽量コンパクトな表示端末装置として注目を集めて
おり，液晶表示装置等はますます大型化を要求されてい
る。

第２図は液晶表示装置の構成を示す断面図である。図
中21a,21bは上下一対の透明基板で該透明基板上には，
互いに直交する複数の透明電極22a,22bが,X−Ｙマトリ
クス状になるように形成されている。該透明電極の表面
には，薄膜がコーティングされており，この薄膜を布等
でラビング処理を施す事によって配向膜23a,23bが形成
されている。透明基板21a,21bの間隙には所定量の旋光
物質が添加されたネマチック液晶組成物層25が封入さ
れ，その厚さ方向にねじれたら旋構造を形成しており，
接着剤26a,26bによってシーリングされている。該ネマ
チック液晶の厚みを精度良く均一に制御するため，二枚
の透明基板21a,21bの間隙にはスペーサー24が配置され
ている。さらに，該透明基板の外側には，一対の偏光板
26a,26bが，透過軸または吸収軸と基板界面の液晶分子
配列方向が所定の角度をなすように設置されている。

上記配向膜を形成する処理（配向処理）は，透明電極
上に無機質または有機質薄膜を形成し，該薄膜表面を布
などを用い一定方向にこする方法が広く行なわれてい
る。このような目的に用いる薄膜材料としては例えば酸
化ケイ素，フェノール樹脂，ポリビニルアルコール，ポ
リアミドイミド，ポリイミドなどが知られている。これ
らの材料を液晶配向膜として用いるには，透明電極を有
する透明基板上に均一で所定の膜厚の膜を形成せねばな
らない。膜厚が不均一なものは，表示するために電圧を
印加したとき，液晶層に印加される実効電圧が不均一と
なり，表示ムラとなって好ましくない。このような薄膜
を形成する手段として従来は，浸せき塗布法および回転
塗布法が用いられていた。浸せき塗布法とは，前記配向
膜材料の有機溶液中に透明電極を有する透明基板を浸せ
きし，所定の速度で引き上げたのち，クリーンルーム内
で乾燥させ熱処理を行なうことによって，配向膜を形成
する方法をいう。また，回転塗布法とは，回転しうる版
胴表面に，所望の印刷形状に対応した形状の凸部を有す
る凸版を設置し，該凸版表面に薄膜となすべき材料を溶
剤等に溶解してなるインキを均一に付着させ，しかる後
に凸版を被印刷体である透明基板表面上に転動圧着する
ことによって，該基板表面上に所望の形状に選択的に印
刷形成された薄膜とし，乾燥，熱処理を行なうことによ
って，配向膜を形成する方法をいう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記配向膜の形成手段のうち，浸せき塗布法の問題点
として端子部表面の該配向膜を剥離しなければならない
ということがある。液晶表示装置においては，内面に形
成されている導電層からなる電極を外部電源に接続する
ための端子部が設けられており，かつ前記配向膜材料は
いずれも電気絶縁性物質であるため，これらが上記端子
部表面に薄膜として存在することは，電気的接続を阻害
するため不都合である。そこで該端子部表面の薄膜を除
去しなければならないが，製造工程が複雑になり，信頼
性も低下してしまうという点で浸せき塗布法は好ましく
なかった。

上記のような剥離操作不要な薄膜形成法として用いら
れていたのが，回転塗布法である。ところが回転塗布法
にも下記のような問題点がある。即ちこの方法によって
得られた薄膜の寸法精度と膜厚精度は必ずしも十分では
なく，さらに，クリーン度が高く温度湿度が厳密に調整
された環境下で行なわれなければならないという点であ
る。回転塗布法によって得られた薄膜の寸法精度は500
μm,膜厚精度は0.1μｍから1.0μｍの範囲で±0.3μｍ
である。配向膜となすべき材料はほとんどがＮ−メチル
２ヒロリドン（NMP）等の有機溶剤に溶かして，該回転
塗布のインキに用いている。ところが，該NMPは吸湿性
が強く空気中の水分を吸うと白濁したり，印刷時の塗膜
の均一性がそこなわれるという欠点があるため，特に温
度湿度が厳密に管理された環境が必要で該回転塗布法を
行なうのに必要な環境条件は，温度が20℃から25℃の範
囲，湿度が45％以下の範囲でなければならない。それ
故，回転塗布法を用いると歩留りが低く環境設定に莫大
な投資が必要になるという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために，本発明では液晶装置の
製造方法において，透明基板の少なくとも一方に形成さ
れた互いに絶縁された複数の表示用導電パターン上に、
親水性ポリイミドが分散された中和水溶液を電着浴とす
る電着塗布法により高分子膜を形成する工程と、該高分
子膜にラビング処理を行うことにより画素部を配向する
工程と、を有することによって、液晶配向膜を形成する
方法（以下，電着塗布法と呼ぶ）を提供する。該電着塗
布法では，導電層上にのみ配向膜が形成されるので寸法
精度は±0.1μｍであり，電着時に端子部を浸せきしな
ければ該端子部表面に配向膜が形成されることはない。
さらに電着の電圧と時間によって，容易に膜厚制御が可
能であり，膜厚精度は0.1μｍから1.0μｍの範囲で±0.
01μｍである。また，回転塗布法に必要な厳しい環境条
件は全く不要である。

〔実施例〕

次に図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明による液晶表示装置の構成を示す断面
図である。図中11a,11bは透明材料よりなる表示基板で
該基板上に蒸着によりITO透明導電膜が形成される。該
透明導電膜をエッチングにより所定の互いに絶縁された
複数の表示電極12a,12bを得る。次に，ポリアミック酸
のカルボキシル基を中和するため当量のアンモニアを加
えたのち，水に均一に分散させる。以上のように作製し
た電着浴中に，透明電極12a,12bが形成された透明基板1
1a,11bを浸せきする。該透明電極を一端として10Vの電
圧を３分間印加する。このとき電流は通電直後，大きな
電流が流れるが，しだいに減少し，やがてほとんど０に
近づく。この後，透明基板を引き上げ充分に水洗いし，
乾燥させると，透明電極上には高分子層が形成されてい
る。次に，電着により形成した該高分子層に300℃,1時
間の熱処理を行なったのち，回転ロール法により一定方
向にこする（ラビング）処理をほどこして配向膜13a,13
bを得る。得られた該配向膜は，膜厚が0.09±0.05μｍ
の範囲にあり，極めて均一であった。また，透明導電膜
の膜厚を0.13±0.01μｍの範囲としてあったので，透明
基板のみの光透過率と，透明基板・透明電極・配向膜の
３層の光透過率の差は，全可視光にわたって５％以下と
なり，液晶表示装置の電極見えを大幅に削減できた。

このような方法で配向膜13a,13bが形成された透明基
板11a,11bを対向させて，スペーサー14を介して間隔が
一定になるように配置する。該透明基板間隙にネマチッ
ク液晶15を封入し，液晶分子がら旋構造をなすように形
成しシール剤16でシールして液晶セルとした。封入した
液晶は,PCH系、ビフェニル系,1−トランスアルキルジシ
クロヘキシル４−ｎアルコキシフェニル，及び４−ｎア
ルコキシフェニルカルボン酸４′−トランスｎアルキル
シクロヘキシル液晶を主成分とするネマチック液晶混合
物に，旋光性物質としてメルク社製Ｓ−811を加えたも
のを用いた。このセルに,2枚の偏光板17a,17bを透過軸
が液晶分子の配列方向に45度の角度をなすように互いに
平行に設置した。このように、本発明の電着塗布法によ
り作製した透明基板を用いて液晶セルを構成する。前述
の通り、配向膜は透明基板の透明電極上にのみ形成さ
れ、隣接する透明電極パターン間には存在しない。すな
わち、本願発明による液晶セルにおいては、画素以外は
配向されないので、画素部以外の液晶分子は散乱した状
態となる。したがって、上下の偏光板の作用により、画
素以外の部位にはいわゆる遮光手段が存在することと実
質的に同じとなり、そのためコントラスト比が高くな
り、表示画質が向上することとなる。こうして作製され
た液晶セルを，電圧印加・無印加を一定の間隔で繰り返
しながら,60℃で90％の環境試験に500時間おいたとこ
ろ，まったく変化なく，良好の表示状態にあった。

〔発明の効果〕

以上説明したように，本発明によれば，液晶装置の液
晶配向膜を均一な所定の膜厚にすることができ，導電膜
見えを大幅に削減した大型大容量の液晶装置を歩留り良
く製造することができるようになった。

さらに、前述の通り本発明の電着塗布法によれば、透
明電極上にのみ配向膜が形成されるので、液晶セルの画
素以外の部位に遮光手段が設けられたことと実質的に同
じとなり、コントラスト比が高くなり、表示画質が向上
する、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液晶表示装置の構成を示す断面
図，第２図は従来の液晶表示装置の構成を示す断面図で
ある。 11a,11b……透明基板 12a,12b……透明電極 13a,13b……配向膜 14……スペーサー 15……液晶層 16……シール剤 17a,17b……偏光板

フロントページの続き (72)発明者 山本 修平 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイ コー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−23826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−23834（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−73373（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−192186（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定量の旋光性物質が添加された正の誘電
   異方性を有するネマチック液晶組成物を、表面に配向膜
   を形成した相対峙する２枚の透明電極基板間に封入し、
   該ネマチック液晶組成物がその厚さ方向にねじられた螺
   旋構造を形成し、かつ該透明基板の外側に１対の偏光板
   を具備してなる液晶装置の製造方法において、 該透明基板の少なくとも一方に形成された互いに絶縁さ
   れた複数の表示用導電パターン上に、親水性ポリイミド
   が分散された中和水溶液を電着浴とする電着塗布法によ
   り高分子膜を形成する工程と、該高分子膜にラビング処
   理を行うことにより画素部を配向する工程と、を有する
   ことを特徴とする液晶装置の製造方法。