JP2705552B2 - 液晶配向膜の形成方法 - Google Patents
液晶配向膜の形成方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133753—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子用基板の製
造方法に関し、更に詳しくは基板上に複数の領域を設け
ることにより広視野な表示を得る液晶表示用基板の液晶
配向膜の形成方法に関するものである。
造方法に関し、更に詳しくは基板上に複数の領域を設け
ることにより広視野な表示を得る液晶表示用基板の液晶
配向膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】広視野を目的として複数の領域を設けた
液晶表示素子の製造方法に関しては、特開昭５７−１８
６７３５号公報、特開昭６０−２１１４２２号公報、特
開昭６３−１０６６２４号公報、特開昭６４−８８５２
０号公報、特開平１−２４５２２３号公報等に記載され
ている。その主旨は、１つの画素を複数の領域に分割
し、異なる領域内での液晶の配向方向を、互いに視角依
存性を補うように規定することである。この液晶の配向
方向を規定する方法として、現在、ポリイミド樹脂の薄
膜をラビングする方法が用いられている。ここで用いら
れるポリイミド樹脂としては、特開昭６１−４７９３２
号公報、特開昭６１−１７４７２５号公報に示されたも
の、及び、商品名では、日産化学製ＳＥ−７３１１、日
本合成ゴム製ＡＬ１０５１などがある。１つの画素を複
数の領域に分割するためには、１つの画素内のラビング
方向を変化させることが必要であるが、その具体的な方
法に関しては、特開昭６０−２１１４２２号公報以外に
は述べられていない。特開昭６０−２１１４２２号公報
には、１回目のラビング後に画素の１部をフォトレジス
ト層で保護しておき、２回目のラビングを行った後、こ
のフォトレジスト層を剥離するという操作を繰り返すこ
とで、１画素を複数の領域に分割することが述べられて
いる。しかし、具体的な剥離液の種類に関しては全く述
べられていない。剥離液の種類によっては配向膜に悪影
響を及ぼす。例えばフォトレジストの剥離液（ジメチル
スルホキシドとモノエタノ−ルアミンの混合液）を使用
すると配向膜に悪影響があり、分割配向できなくなる。
さらに、有機溶剤には、長期間連続して使用すると、人
体に有害であるものが多い。このため液晶配向膜に悪影
響を与えず、かつ工業的にも使用できるレジスト剥離液
は見いだされていなかった。
液晶表示素子の製造方法に関しては、特開昭５７−１８
６７３５号公報、特開昭６０−２１１４２２号公報、特
開昭６３−１０６６２４号公報、特開昭６４−８８５２
０号公報、特開平１−２４５２２３号公報等に記載され
ている。その主旨は、１つの画素を複数の領域に分割
し、異なる領域内での液晶の配向方向を、互いに視角依
存性を補うように規定することである。この液晶の配向
方向を規定する方法として、現在、ポリイミド樹脂の薄
膜をラビングする方法が用いられている。ここで用いら
れるポリイミド樹脂としては、特開昭６１−４７９３２
号公報、特開昭６１−１７４７２５号公報に示されたも
の、及び、商品名では、日産化学製ＳＥ−７３１１、日
本合成ゴム製ＡＬ１０５１などがある。１つの画素を複
数の領域に分割するためには、１つの画素内のラビング
方向を変化させることが必要であるが、その具体的な方
法に関しては、特開昭６０−２１１４２２号公報以外に
は述べられていない。特開昭６０−２１１４２２号公報
には、１回目のラビング後に画素の１部をフォトレジス
ト層で保護しておき、２回目のラビングを行った後、こ
のフォトレジスト層を剥離するという操作を繰り返すこ
とで、１画素を複数の領域に分割することが述べられて
いる。しかし、具体的な剥離液の種類に関しては全く述
べられていない。剥離液の種類によっては配向膜に悪影
響を及ぼす。例えばフォトレジストの剥離液（ジメチル
スルホキシドとモノエタノ−ルアミンの混合液）を使用
すると配向膜に悪影響があり、分割配向できなくなる。
さらに、有機溶剤には、長期間連続して使用すると、人
体に有害であるものが多い。このため液晶配向膜に悪影
響を与えず、かつ工業的にも使用できるレジスト剥離液
は見いだされていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】領域を分割して液晶配
向膜を形成するためには、フォトレジスト層を保護層に
用いることが良い方法であるが、レジスト層を剥離する
際、必ず液晶配向膜が剥離液に触れるので液晶配向膜に
悪影響を与えない剥離液が必要であった。さらに、毒性
の観点から工業的に使用できる剥離液は見いだされてい
なかった。
向膜を形成するためには、フォトレジスト層を保護層に
用いることが良い方法であるが、レジスト層を剥離する
際、必ず液晶配向膜が剥離液に触れるので液晶配向膜に
悪影響を与えない剥離液が必要であった。さらに、毒性
の観点から工業的に使用できる剥離液は見いだされてい
なかった。
【０００４】本発明の目的は、液晶配向膜に悪影響を与
えず、かつ毒性の観点からも工業的に使用できるレジス
ト剥離方法を提案することである。
えず、かつ毒性の観点からも工業的に使用できるレジス
ト剥離方法を提案することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は課題を解決する
手段として、水溶性高分子膜を液晶配向膜とフォトレジ
スト層との間に設け、フォトレジストを剥離する際、有
機系の剥離液のかわりに水を用い、水溶性高分子膜とと
もにフォトレジスト層を除去するものである。
手段として、水溶性高分子膜を液晶配向膜とフォトレジ
スト層との間に設け、フォトレジストを剥離する際、有
機系の剥離液のかわりに水を用い、水溶性高分子膜とと
もにフォトレジスト層を除去するものである。
【０００６】水溶性高分子として、ポリビニルアルコー
ルを用いることができる。
ルを用いることができる。
【０００７】
【作用】分割配向を実現する際、通常は、特開昭６０−
２１１４２２号公報に開示されているように、レジスト
を用いたＰＲ工程を用いる。１回目のラビングの後、レ
ジストを用い配向膜の一部を保護し、２回目のラビング
を行った後、レジストを剥離液で剥離する。この際、配
向膜は必ず剥離液と接触するので、剥離液によっては配
向膜の状態を乱し、液晶の配向に悪影響を与えることが
ある。さらに、剥離液を工業的に使用するためには、長
期間使用しても人体に影響がないことが必要である。し
かし、そのような有機溶剤は見つけることが難しく、ま
た、たとえ見つかっても大量に保管することが難しいと
いう問題があった。
２１１４２２号公報に開示されているように、レジスト
を用いたＰＲ工程を用いる。１回目のラビングの後、レ
ジストを用い配向膜の一部を保護し、２回目のラビング
を行った後、レジストを剥離液で剥離する。この際、配
向膜は必ず剥離液と接触するので、剥離液によっては配
向膜の状態を乱し、液晶の配向に悪影響を与えることが
ある。さらに、剥離液を工業的に使用するためには、長
期間使用しても人体に影響がないことが必要である。し
かし、そのような有機溶剤は見つけることが難しく、ま
た、たとえ見つかっても大量に保管することが難しいと
いう問題があった。
【０００８】本発明では、水溶性高分子膜を液晶配向膜
の上に成膜し、その上にフォトレジスト層を成膜し、リ
ソグラフィ技術を用いてフォトレジスト層をパタ−ニン
グした後、フォトレジスト層をマスクに、水により水溶
性高分子膜をエッチングし、フォトレジスト層で覆われ
ていない部分の液晶配向膜に２回目のラビングする。そ
の後、水を用いて、長時間、強い条件で水溶性高分子膜
を剥離することにより、水溶性高分子膜とともにフォト
レジスト層を剥離する。この工程を繰り返すことによ
り、１つの画素を複数の領域に分割できる。このとき、
有機系の剥離液のかわりに水を用いることができるの
で、液晶配向膜に悪影響を与えない。さらに、大量保管
の問題も生じない。
の上に成膜し、その上にフォトレジスト層を成膜し、リ
ソグラフィ技術を用いてフォトレジスト層をパタ−ニン
グした後、フォトレジスト層をマスクに、水により水溶
性高分子膜をエッチングし、フォトレジスト層で覆われ
ていない部分の液晶配向膜に２回目のラビングする。そ
の後、水を用いて、長時間、強い条件で水溶性高分子膜
を剥離することにより、水溶性高分子膜とともにフォト
レジスト層を剥離する。この工程を繰り返すことによ
り、１つの画素を複数の領域に分割できる。このとき、
有機系の剥離液のかわりに水を用いることができるの
で、液晶配向膜に悪影響を与えない。さらに、大量保管
の問題も生じない。
【０００９】また、２回目のラビングをする前に、フォ
トレジスト層のみを一括露光・現像または、剥離液によ
って除去しておき、パタ−ニングされた水溶性高分子膜
のみをマスクに２回目のラビングを行ってもよい。
トレジスト層のみを一括露光・現像または、剥離液によ
って除去しておき、パタ−ニングされた水溶性高分子膜
のみをマスクに２回目のラビングを行ってもよい。
【００１０】ここで用いる水溶性高分子としては、水に
溶解し、レジストの塗布溶剤に溶解しにくい高分子であ
れば何でもよいが、ポリビニルアルコ−ル、ヒドロキシ
メチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロ−
ス、ヒドロキシエチルメチルセルロ−スなどが、よく知
られており、入手も容易である。分子量は水に溶解しさ
えすれば、どの程度でもよく、例えばポリビニルアルコ
−ルでは、分子量が9,000 〜10,000のものから124,000
〜186,000 のものまでが容易に入手できるが、分子量が
小さい方が溶解しやすいので、9,000 〜10,000程度のも
のが望ましい。また、鹸化度も80％から99％のものまで
入手可能であるが、溶解性の観点からなるべく高いもの
が望ましい。
溶解し、レジストの塗布溶剤に溶解しにくい高分子であ
れば何でもよいが、ポリビニルアルコ−ル、ヒドロキシ
メチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルメチルセルロ−
ス、ヒドロキシエチルメチルセルロ−スなどが、よく知
られており、入手も容易である。分子量は水に溶解しさ
えすれば、どの程度でもよく、例えばポリビニルアルコ
−ルでは、分子量が9,000 〜10,000のものから124,000
〜186,000 のものまでが容易に入手できるが、分子量が
小さい方が溶解しやすいので、9,000 〜10,000程度のも
のが望ましい。また、鹸化度も80％から99％のものまで
入手可能であるが、溶解性の観点からなるべく高いもの
が望ましい。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて、詳細に説明
する。 （実施例１）図１に分割配向プロセスの概略を示す。酸
化スズ（ＩＴＯ）を成膜したガラス基板を洗浄後、高プ
レティルト角を与えるポリイミドをスピン塗布し、200
℃で1 時間焼成した。ラビング装置を用いラビングを行
った後、分子量9,000 〜10,000、鹸化度80％のポリビニ
ルアルコ−ル（Aldrich 社製）の10wt％水溶液を0.5μ
ｍ厚になるようにスピン塗布し、110 ℃で30分間乾燥さ
せた。その後、レジスト（東京応化工業社製 商品名：
ＯＦＰＲ−８００Ｃ）を1 μｍ厚になるようにスピン塗
布し、85℃で30分焼成した。500 μｍ角の市松模様のマ
スクを用い、露光・現像を行い、純水でリンスした後、
70℃の純水で5 分間処理し、レジストパタ−ンのない部
分のポリビニルアルコ−ルの層を溶解させた。その後、
75℃で20分乾燥を行い、光学顕微鏡を用い、パタ−ンを
観察したところ、500 μｍ角のレジストパタ−ンが市松
模様状に形成されていた。次に、ラビング装置を用い、
１回目のラビングとは逆方向にラビングを行った。ポリ
ビニルアルコ−ルの層とともにレジストを剥離するため
に、この基板を、80℃の純水につけ、10分間超音波を印
加した。純水でリンスした後、110 ℃で30分間、乾燥を
行い、主基板とした。対向基板としてＩＴＯを成膜した
ガラス基板を洗浄後、低プレティルト角を与えるポリイ
ミドをスピン塗布し、170 ℃で1 時間焼成した。このよ
うにして作成した二枚の基板をギャップが6 μｍになる
ように、かつ、ラビング方向が互いに直角になるよう
に、球形のスペ−サ−を介して接着剤で貼り合わせセル
を作成した。このセルに左カイラル材を溶解させた通常
のネマチック液晶を注入し、注入口を封止した。作成し
たセルに±3V周期16.7msecの矩形波を印加し、偏光顕微
鏡で液晶の配向状態を観察した。その結果、良好な分割
配向が確認され、剥離液が配向膜に悪影響を与えていな
いことを確認できた。 （実施例２）実施例１と全く同様に、ポリビニルアルコ
−ルを分子量124,000 〜186,000 、鹸化度99％のものに
変え、同様な実験を行った。このとき、レジストパタ−
ニング後のポリビニルアルコ−ル溶解条件を、80℃の純
水で10分間、レジスト剥離の時間を20分間に変化させ
た。その結果、良好な分割配向が実現され、剥離液が配
向膜に悪影響を与えていないことを確認できた。 （実施例３）実施例１と全く同様に、２回目のラビング
を行う前に、基板全面を露光し、現像を行って、レジス
ト層を除去する工程を加えてから、２回目のラビングを
行う点のみ変化させて実験を行った。その結果、良好な
分割配向が実現され、剥離液が配向膜に悪影響を与えて
いないことを確認できた。
する。 （実施例１）図１に分割配向プロセスの概略を示す。酸
化スズ（ＩＴＯ）を成膜したガラス基板を洗浄後、高プ
レティルト角を与えるポリイミドをスピン塗布し、200
℃で1 時間焼成した。ラビング装置を用いラビングを行
った後、分子量9,000 〜10,000、鹸化度80％のポリビニ
ルアルコ−ル（Aldrich 社製）の10wt％水溶液を0.5μ
ｍ厚になるようにスピン塗布し、110 ℃で30分間乾燥さ
せた。その後、レジスト（東京応化工業社製 商品名：
ＯＦＰＲ−８００Ｃ）を1 μｍ厚になるようにスピン塗
布し、85℃で30分焼成した。500 μｍ角の市松模様のマ
スクを用い、露光・現像を行い、純水でリンスした後、
70℃の純水で5 分間処理し、レジストパタ−ンのない部
分のポリビニルアルコ−ルの層を溶解させた。その後、
75℃で20分乾燥を行い、光学顕微鏡を用い、パタ−ンを
観察したところ、500 μｍ角のレジストパタ−ンが市松
模様状に形成されていた。次に、ラビング装置を用い、
１回目のラビングとは逆方向にラビングを行った。ポリ
ビニルアルコ−ルの層とともにレジストを剥離するため
に、この基板を、80℃の純水につけ、10分間超音波を印
加した。純水でリンスした後、110 ℃で30分間、乾燥を
行い、主基板とした。対向基板としてＩＴＯを成膜した
ガラス基板を洗浄後、低プレティルト角を与えるポリイ
ミドをスピン塗布し、170 ℃で1 時間焼成した。このよ
うにして作成した二枚の基板をギャップが6 μｍになる
ように、かつ、ラビング方向が互いに直角になるよう
に、球形のスペ−サ−を介して接着剤で貼り合わせセル
を作成した。このセルに左カイラル材を溶解させた通常
のネマチック液晶を注入し、注入口を封止した。作成し
たセルに±3V周期16.7msecの矩形波を印加し、偏光顕微
鏡で液晶の配向状態を観察した。その結果、良好な分割
配向が確認され、剥離液が配向膜に悪影響を与えていな
いことを確認できた。 （実施例２）実施例１と全く同様に、ポリビニルアルコ
−ルを分子量124,000 〜186,000 、鹸化度99％のものに
変え、同様な実験を行った。このとき、レジストパタ−
ニング後のポリビニルアルコ−ル溶解条件を、80℃の純
水で10分間、レジスト剥離の時間を20分間に変化させ
た。その結果、良好な分割配向が実現され、剥離液が配
向膜に悪影響を与えていないことを確認できた。 （実施例３）実施例１と全く同様に、２回目のラビング
を行う前に、基板全面を露光し、現像を行って、レジス
ト層を除去する工程を加えてから、２回目のラビングを
行う点のみ変化させて実験を行った。その結果、良好な
分割配向が実現され、剥離液が配向膜に悪影響を与えて
いないことを確認できた。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、分割配向を行った、視
野角の広い液晶表示素子を作成するために不可欠なレジ
スト剥離において、液晶配向膜に悪影響を与えず、かつ
毒性、大量保管の観点から工業的に使用できるレジスト
剥離法を提供することができる。
野角の広い液晶表示素子を作成するために不可欠なレジ
スト剥離において、液晶配向膜に悪影響を与えず、かつ
毒性、大量保管の観点から工業的に使用できるレジスト
剥離法を提供することができる。
【図１】分割配向の工程を示す断面図。
１ ガラス基板 ２ ＩＴＯ膜 ３ ポリイミド配向膜 ４ 水溶性高分子膜 ５ フォトレジスト
Claims (2)
- 【請求項１】 一方向に配向処理された液晶配向膜上
に、水溶性高分子膜を形成し、フォトレジスト層による
マスクを用いて部分的に水溶性高分子膜を除去した後、
再度配向処理を施し、水溶性高分子膜とフォトレジスト
層を除去する工程を、１回以上繰り返すことにより、同
一平面内に２種類以上の異なる液晶配向方向をもつ液晶
配向膜を形成することを特徴とする液晶配向膜の形成方
法。 - 【請求項２】 水溶性高分子が、ポリビニルアルコ−ル
であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶配向膜
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5333435A JP2705552B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 液晶配向膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5333435A JP2705552B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 液晶配向膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191325A JPH07191325A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2705552B2 true JP2705552B2 (ja) | 1998-01-28 |
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ID=18266077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5333435A Expired - Fee Related JP2705552B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 液晶配向膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705552B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014029116A1 (zh) * | 2012-08-22 | 2014-02-27 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶面板的制作方法 |
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| JPS60211422A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶配向膜の形成方法 |
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-
1993
- 1993-12-27 JP JP5333435A patent/JP2705552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014029116A1 (zh) * | 2012-08-22 | 2014-02-27 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶面板的制作方法 |
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| JPH07191325A (ja) | 1995-07-28 |
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