JP2768339B2 - 液晶配向膜製造方法及び装置 - Google Patents
液晶配向膜製造方法及び装置Info
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- JP2768339B2 JP2768339B2 JP2177696A JP2177696A JP2768339B2 JP 2768339 B2 JP2768339 B2 JP 2768339B2 JP 2177696 A JP2177696 A JP 2177696A JP 2177696 A JP2177696 A JP 2177696A JP 2768339 B2 JP2768339 B2 JP 2768339B2
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- polymer
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- polymer solution
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶配向膜の製造方
法及び装置に関し、特にラビング処理を不要とする液晶
配向膜の製造方法及び装置に関する。
法及び装置に関し、特にラビング処理を不要とする液晶
配向膜の製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、ＴＮ（ツイスティッドネマティッ
ク）方式やＳＴＮ（スーパーツイスティッドネマティッ
ク）方式液晶ディスプレイ等、Ｎ（ネマティック）液晶
を用いる液晶ディスプレイで良好な表示を得るために
は、配向膜で挟まれている液晶層の均一な配向を得なけ
ればならない。
ク）方式やＳＴＮ（スーパーツイスティッドネマティッ
ク）方式液晶ディスプレイ等、Ｎ（ネマティック）液晶
を用いる液晶ディスプレイで良好な表示を得るために
は、配向膜で挟まれている液晶層の均一な配向を得なけ
ればならない。
【０００３】これらの液晶ディスプレイに用いられてい
る液晶配向膜は、ポリイミド等の高分子薄膜が主流であ
り、基板上に成膜された後、バフ布等で一方向に擦るラ
ビング処理が行われる。
る液晶配向膜は、ポリイミド等の高分子薄膜が主流であ
り、基板上に成膜された後、バフ布等で一方向に擦るラ
ビング処理が行われる。
【０００４】このラビング処理により、Ｎ液晶分子は、
分子長軸がラビング方向に沿うと同時に配向膜平面（基
板平面）に対して傾きを持つように配向膜上に配向す
る。
分子長軸がラビング方向に沿うと同時に配向膜平面（基
板平面）に対して傾きを持つように配向膜上に配向す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このラビング処理法は
安価で簡便であるが、バフ布等で配向膜表面を直接こす
るので、配向膜表面が汚染や傷を受けたり、静電気によ
る素子破壊等が引き起こされることが多々ある。そし
て、これらが液晶ディスプレイの表示不良の原因とな
り、歩留まり低下の一因となっている。
安価で簡便であるが、バフ布等で配向膜表面を直接こす
るので、配向膜表面が汚染や傷を受けたり、静電気によ
る素子破壊等が引き起こされることが多々ある。そし
て、これらが液晶ディスプレイの表示不良の原因とな
り、歩留まり低下の一因となっている。
【０００６】ラビング処理とＮ（ネマティック）液晶分
子の配向の因果関係は明らかとされていないが、ラビン
グ処理を行ったポリイミド配向膜の膜構造の解析から、
ポリイミド分子鎖の方向がラビング方向に配列し、同時
に、基板面に対しては傾斜角を持っていることが報告さ
れていることから、ラビング処理を行った高分子膜と同
等の構造を有する高分子膜を作成すれば、良好な液晶分
子の配向が得られるものと考えられる。
子の配向の因果関係は明らかとされていないが、ラビン
グ処理を行ったポリイミド配向膜の膜構造の解析から、
ポリイミド分子鎖の方向がラビング方向に配列し、同時
に、基板面に対しては傾斜角を持っていることが報告さ
れていることから、ラビング処理を行った高分子膜と同
等の構造を有する高分子膜を作成すれば、良好な液晶分
子の配向が得られるものと考えられる。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑みて為され
たものであって、その目的は、ラビング処理を行わず、
高分子鎖が一方向を向き、かつ基板表面に対して傾斜を
持つ構造の高分子配向膜を簡便に製造できる方法を提供
することにある。また、本発明は、ラビング処理を不要
とし、液晶ディスプレイの歩留まりを向上させることを
目的とする。
たものであって、その目的は、ラビング処理を行わず、
高分子鎖が一方向を向き、かつ基板表面に対して傾斜を
持つ構造の高分子配向膜を簡便に製造できる方法を提供
することにある。また、本発明は、ラビング処理を不要
とし、液晶ディスプレイの歩留まりを向上させることを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、分子末端の少なくとも一方にトリフルオ
ロメチル基等の強極性基を導入したオリゴマー、また
は、ポリマーの溶液を、基板面に垂直方向の直流電場を
印加しながら流すことにより、強極性基で置換された分
子末端を前記基板表面に吸着させ、溶液の流れの力で配
向膜分子を一定方向に配向させながら溶媒を、加熱蒸発
または加熱硬化させることを特徴とする液晶配向膜の製
造方法を提供する。
め、本発明は、分子末端の少なくとも一方にトリフルオ
ロメチル基等の強極性基を導入したオリゴマー、また
は、ポリマーの溶液を、基板面に垂直方向の直流電場を
印加しながら流すことにより、強極性基で置換された分
子末端を前記基板表面に吸着させ、溶液の流れの力で配
向膜分子を一定方向に配向させながら溶媒を、加熱蒸発
または加熱硬化させることを特徴とする液晶配向膜の製
造方法を提供する。
【０００９】また、本発明は、基板を収容するセルと、
高分子溶液を前記セルに一定流量で供給する手段と、を
備え、前記基板上に前記高分子溶液が略均一に流れるよ
うに前記基板が前記セル内に配置されており、前記セル
は前記基板を配置する部分に前記基板を挟持するように
してなる少なくとも一対の電極を備え、前記基板に前記
電極を介して垂直な直流電場を印加しながら、配向膜の
原液となる前記高分子溶液を前記基板上に流して焼成
し、これにより、高分子鎖が流れの方向に配列した構造
を有する高分子配向膜を前記基板上に作製する、ことを
特徴とする高分子配向膜の製造装置を提供する。
高分子溶液を前記セルに一定流量で供給する手段と、を
備え、前記基板上に前記高分子溶液が略均一に流れるよ
うに前記基板が前記セル内に配置されており、前記セル
は前記基板を配置する部分に前記基板を挟持するように
してなる少なくとも一対の電極を備え、前記基板に前記
電極を介して垂直な直流電場を印加しながら、配向膜の
原液となる前記高分子溶液を前記基板上に流して焼成
し、これにより、高分子鎖が流れの方向に配列した構造
を有する高分子配向膜を前記基板上に作製する、ことを
特徴とする高分子配向膜の製造装置を提供する。
【００１０】
【作用】本発明は、基板に垂直な直流電場を印加しなが
ら、配向膜の原液となる高分子溶液を基板上に流して焼
成することで、高分子鎖が流れの方向に配列した構造を
有する高分子配向膜を製造するようにしたものである。
ら、配向膜の原液となる高分子溶液を基板上に流して焼
成することで、高分子鎖が流れの方向に配列した構造を
有する高分子配向膜を製造するようにしたものである。
【００１１】そして、本発明は、片一方の分子末端にト
リフルオロメチル基等の強極性基を有するものを配向膜
材料とし、印加直流電場により、基板上に電気的に吸着
させるようにしたものである。
リフルオロメチル基等の強極性基を有するものを配向膜
材料とし、印加直流電場により、基板上に電気的に吸着
させるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。
して以下に説明する。
【００１３】図１に、本発明の一実施形態に係る製造装
置の概略構成を示す。図１（Ａ）は、本実施形態の製造
装置の平面図、図１（Ｂ）は、本実施形態の製造装置の
平面図をそれぞれ示す。
置の概略構成を示す。図１（Ａ）は、本実施形態の製造
装置の平面図、図１（Ｂ）は、本実施形態の製造装置の
平面図をそれぞれ示す。
【００１４】高分子溶液展開セル６には、基板２を嵌め
込めるように基板２の大きさに合う窪みが設けられてあ
り、その窪みに基板２をセットする。
込めるように基板２の大きさに合う窪みが設けられてあ
り、その窪みに基板２をセットする。
【００１５】高分子溶液５は、送液ポンプ３から一定流
量で高分子溶液展開セル６に送られる。
量で高分子溶液展開セル６に送られる。
【００１６】このとき、基板２上を均一に高分子溶液５
が流れるように、高分子溶液展開セル６の入り口と基板
２との距離を十分にとってある。
が流れるように、高分子溶液展開セル６の入り口と基板
２との距離を十分にとってある。
【００１７】そして、高分子溶液展開セル６の基板２を
設置する部分には、基板２を挟み込むようにして一対の
電極１が設置され、電源４から電源１を介して基板２表
面に垂直な電場が印加される。
設置する部分には、基板２を挟み込むようにして一対の
電極１が設置され、電源４から電源１を介して基板２表
面に垂直な電場が印加される。
【００１８】図２に、基板上を流れる高分子溶液を模式
的に示す。
的に示す。
【００１９】膜成分としては片方の末端を強極性基であ
るトリフルオロメチルで置換した高分子２１を用い、電
場の極性は成膜側基板２３表面が正となるようにした。
るトリフルオロメチルで置換した高分子２１を用い、電
場の極性は成膜側基板２３表面が正となるようにした。
【００２０】基板２３と高分子溶液の界面を流れる高分
子２１の末端トリフルオロメチルはクーロン力により基
板２３表面に吸着する。
子２１の末端トリフルオロメチルはクーロン力により基
板２３表面に吸着する。
【００２１】そして、末端を基板２３表面に吸着した高
分子２１に溶媒分子２２が流れの方向に衝突することに
より、高分子２１は流れの方向に分子鎖を向ける。ここ
で、溶媒分子２２はランダムに動いているが、結果的に
溶媒分子２２の運動エネルギーのベクトルは溶液の流れ
の向きとなり、溶媒分子２２の衝突により高分子２１に
働く力は流れの方向を向いている。
分子２１に溶媒分子２２が流れの方向に衝突することに
より、高分子２１は流れの方向に分子鎖を向ける。ここ
で、溶媒分子２２はランダムに動いているが、結果的に
溶媒分子２２の運動エネルギーのベクトルは溶液の流れ
の向きとなり、溶媒分子２２の衝突により高分子２１に
働く力は流れの方向を向いている。
【００２２】所定時間、上述の操作を行うと、図３に示
すように、基板３３界面からある厚みで高分子鎖が配向
した高分子溶液の膜（吸着高分子３１）が形成される。
すように、基板３３界面からある厚みで高分子鎖が配向
した高分子溶液の膜（吸着高分子３１）が形成される。
【００２３】次に、高分子の配向を保持した状態で焼成
を行う方法を図４に示す。
を行う方法を図４に示す。
【００２４】（１）まず、高分子溶液の溶媒４３だけを
高分子溶液展開セル（図１の６、図２の２４参照）に電
場を印加したまま、吸着高分子４２が脱離しないように
流し込む。これにより、図４（ａ）に示すように吸着高
分子４２だけが配向状態を保ったまま基板４１上に残留
した状態が得られる。
高分子溶液展開セル（図１の６、図２の２４参照）に電
場を印加したまま、吸着高分子４２が脱離しないように
流し込む。これにより、図４（ａ）に示すように吸着高
分子４２だけが配向状態を保ったまま基板４１上に残留
した状態が得られる。
【００２５】（２）次に、図４（ｂ）に示すように、基
板４１を加熱しながら溶媒４３の替わりに不活性ガス４
４を吸着高分子４２が脱離しないように高分子溶液展開
セルに流し込み、配向状態にある高分子溶液の膜から溶
媒４３を蒸発させ、焼成することで、分子鎖が配向した
高分子薄膜を得る。
板４１を加熱しながら溶媒４３の替わりに不活性ガス４
４を吸着高分子４２が脱離しないように高分子溶液展開
セルに流し込み、配向状態にある高分子溶液の膜から溶
媒４３を蒸発させ、焼成することで、分子鎖が配向した
高分子薄膜を得る。
【００２６】高分子溶液の溶媒４３が高沸点のものであ
るときは、上述の手順（１）の後に、低沸点の溶媒を流
して置換を行った後、手順（２）で焼成することが好ま
しい。
るときは、上述の手順（１）の後に、低沸点の溶媒を流
して置換を行った後、手順（２）で焼成することが好ま
しい。
【００２７】以上の方法でガラス基板上に成膜した高分
子薄膜の複屈折位相差測定を行ったところ、図５に示す
ような光学的異方性が確認できた。また、偏光顕微鏡観
察により液晶の良好な配向を確認した。
子薄膜の複屈折位相差測定を行ったところ、図５に示す
ような光学的異方性が確認できた。また、偏光顕微鏡観
察により液晶の良好な配向を確認した。
【００２８】なお、本発明の上記実施形態では液晶配向
膜の製造について説明したが、本発明は、基板上に光学
的異方性を有する高分子薄膜を有してなるデバイスの製
造にも同様の原理で適用できる。
膜の製造について説明したが、本発明は、基板上に光学
的異方性を有する高分子薄膜を有してなるデバイスの製
造にも同様の原理で適用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ラビング処理を行わず、良好な分子配向を有する液晶配
向膜を形成することができるという効果を有する。この
ため、本発明によれば、ラビング処理に起因した液晶デ
ィスプレイの不良の発生を回避し、歩留まりを向上させ
る。また、本発明によれば、最終的に高分子薄膜表面に
接触するものは清浄な気体のみであるから、成膜された
液晶配向膜は非常に清浄である。
ラビング処理を行わず、良好な分子配向を有する液晶配
向膜を形成することができるという効果を有する。この
ため、本発明によれば、ラビング処理に起因した液晶デ
ィスプレイの不良の発生を回避し、歩留まりを向上させ
る。また、本発明によれば、最終的に高分子薄膜表面に
接触するものは清浄な気体のみであるから、成膜された
液晶配向膜は非常に清浄である。
【図１】本発明の一実施形態における装置の概略構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の一実施形態における高分子鎖の配向原
理を示す模式図である。
理を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る液晶配向膜の製造方
法を模式的に示す図である。
法を模式的に示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る液晶配向膜の製造方
法を模式的に示す図である。
法を模式的に示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る液晶配向膜の光学的
異方性の測定結果を示す図である。
異方性の測定結果を示す図である。
１ 電極 ２ 基板 ３ 送液ポンプ ４ 電源 ５ 高分子溶液 ６ 高分子溶液展開セル ２１ 高分子 ２２ 溶媒 ２３、３３、４１ 基板 ２４ 高分子溶液展開セル ２５ 電極 ３１ 吸着高分子 ３２ 流れる高分子溶液 ３３ 基板 ４２ 吸着高分子 ４３ 溶媒分子 ４４ 不活性ガス分子
Claims (4)
- 【請求項１】分子末端の少なくとも一方にトリフルオロ
メチル基等の強極性基を導入したオリゴマー、または、
ポリマーの溶液を、基板面に垂直方向の直流電場を印加
しながら流すことにより、強極性基で置換された分子末
端を前記基板表面に吸着させ、溶液の流れの力で配向膜
分子を一定方向に配向させながら溶媒を、加熱蒸発また
は加熱硬化させることを特徴とする液晶配向膜の製造方
法。 - 【請求項２】分子末端の少なくとも一方にトリフルオロ
メチル基等の強極性基を導入したオリゴマー、または、
ポリマーの溶液を、基板面に垂直方向の直流電場を印加
しながら流すことにより、強極性基で置換された分子末
端を前記基板表面に吸着させ、溶液の流れの力で配向膜
分子を一定方向に配向させながら溶媒を加熱蒸発、また
は、加熱硬化させてなる、液晶配向膜を備えたことを特
徴とする液晶装置。 - 【請求項３】分子末端の少なくとも一方にトリフルオロ
メチル基等の強極性基を導入したオリゴマー、または、
ポリマーの溶液を、基板面に垂直方向の直流電場を印加
しながら流すことにより、強極性基で置換された分子末
端を前記基板表面に吸着させ、溶液の流れの力で配向膜
分子を一定方向に配向させながら溶媒を加熱蒸発、また
は、加熱硬化させてなる、異方性を有する高分子薄膜を
有することを特徴とするデバイス。 - 【請求項４】基板を収容するセルと、 高分子溶液を前記セルに一定流量で供給する手段と、 を備え、 前記基板上に前記高分子溶液が略均一に流れるように前
記基板が前記セル内に配置されており、 前記セルは前記基板を配置する部分に前記基板を挟持す
るようにしてなる少なくとも一対の電極を備え、 前記基板に前記電極を介して垂直な直流電場を印加しな
がら、配向膜の原液となる前記高分子溶液を前記基板上
に流して焼成し、 これにより、高分子鎖が流れの方向に配列した構造を有
する高分子配向膜を前記基板上に作製する、 ことを特徴とする高分子配向膜の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177696A JP2768339B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 液晶配向膜製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2177696A JP2768339B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 液晶配向膜製造方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09197410A JPH09197410A (ja) | 1997-07-31 |
| JP2768339B2 true JP2768339B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=12064474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2177696A Expired - Lifetime JP2768339B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 液晶配向膜製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768339B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100971384B1 (ko) | 2005-02-07 | 2010-07-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시소자용 배향막 형성방법 및 형성장치 |
| JP5045930B2 (ja) * | 2008-01-22 | 2012-10-10 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | 液晶素子の製造方法 |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP2177696A patent/JP2768339B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09197410A (ja) | 1997-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980310 |