JP2804080B2 - 液晶配向膜検査方法 - Google Patents
液晶配向膜検査方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶分子の配向方向を制御するために有機
質配向膜を形成させたガラス基板を用いて製造した液晶
表示素子の配向膜検査方法と、この方法により品質管理
されたガラス基板を用いて製造した液晶表示素子に関す
る。
質配向膜を形成させたガラス基板を用いて製造した液晶
表示素子の配向膜検査方法と、この方法により品質管理
されたガラス基板を用いて製造した液晶表示素子に関す
る。
［従来の技術］ 従来から、液晶表示素子の上下ガラス基板の内面に膜
厚50〜100nmの有機質薄膜を形成させ、その液晶と接触
する表面を、有機質繊維からなるラビング布でラビング
して、液晶分子をほぼラビング方向に配列させることが
行われていた（特開昭51−65960号公報）。しかし、ラ
ビング後の配向膜面表面形状などを観察して定量的に評
価することができず、液晶の配向特性を制御するラビン
グの最適条件を規定することも出来なかった。
厚50〜100nmの有機質薄膜を形成させ、その液晶と接触
する表面を、有機質繊維からなるラビング布でラビング
して、液晶分子をほぼラビング方向に配列させることが
行われていた（特開昭51−65960号公報）。しかし、ラ
ビング後の配向膜面表面形状などを観察して定量的に評
価することができず、液晶の配向特性を制御するラビン
グの最適条件を規定することも出来なかった。
［発明が解決しようとする課題］ 従来は、配向膜によって液晶分子が特定方向に配向さ
れるメカニズムについて、ラビングによって表面に形成
された溝によるという説と、ラビングによる摩擦熱で表
面が加熱され温度上昇とラビングとによって配向膜有機
物質の分子鎖がラビング方向に沿って配列するためとす
る説と２説あり、近年は後者の方がやや優勢であった。
れるメカニズムについて、ラビングによって表面に形成
された溝によるという説と、ラビングによる摩擦熱で表
面が加熱され温度上昇とラビングとによって配向膜有機
物質の分子鎖がラビング方向に沿って配列するためとす
る説と２説あり、近年は後者の方がやや優勢であった。
本発明は液晶表示素子の有機質配向膜の表面状態の観
察検査方法を確立し、これによって確実に品質管理され
た液晶表示素子を提供することを目的とする。
察検査方法を確立し、これによって確実に品質管理され
た液晶表示素子を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ ガラス基板の内面側に形成された膜厚50〜100nmの有
機質配向膜の表面形態構造の観察、測定を行うために、
先ず目的に適した試料の採取法すなわち有機質配向膜の
ガラス基板からの剥離法を定めることにした。
機質配向膜の表面形態構造の観察、測定を行うために、
先ず目的に適した試料の採取法すなわち有機質配向膜の
ガラス基板からの剥離法を定めることにした。
被検膜のガラスからの剥離にはフッ酸（フッ化水素HF
の水溶液）を用いることとし、実験を行った。その結
果、この薄膜の剥離に際し、ガラスとの接合剥離膜面に
ガラス構成成分を残存させないためには、HF濃度１〜27
％が最適で、これ以上の高濃度ではCaF2等が生成され、
これがガラスとの接合面の剥離膜に残り、剥離膜の電子
線回折の際、膜そのものの結晶状態測定に悪影響を及ぼ
す。HF濃度が１％以下では実質的に剥離は不可能にな
る。
の水溶液）を用いることとし、実験を行った。その結
果、この薄膜の剥離に際し、ガラスとの接合剥離膜面に
ガラス構成成分を残存させないためには、HF濃度１〜27
％が最適で、これ以上の高濃度ではCaF2等が生成され、
これがガラスとの接合面の剥離膜に残り、剥離膜の電子
線回折の際、膜そのものの結晶状態測定に悪影響を及ぼ
す。HF濃度が１％以下では実質的に剥離は不可能にな
る。
剥離膜のラビング面の表面形状は、剥離させた試料を
剥離液中からCuメッシュ（孔が100μｍ角のCuメッシ
ュ）でラビングしてない側（ガラス基板に接していた
側）がメッシュに接するようにすくい上げてメッシュ上
に固定し、これを透過形電子顕微鏡で加速電圧125kVで
直接倍率20万ないし50万倍で透過像と電子線回折像を測
定し、それを更に80万ないし4000万倍に拡大して、ラビ
ング面の表面形状と結晶性を評価した。上記のように剥
離させた試料をメッシュですくうので、被検面は0.4μ
ｍφ以上でなければすくえず、また高倍率で検査するの
と扱い易さの関係から被検面は最大でも20μｍφとす
る。
剥離液中からCuメッシュ（孔が100μｍ角のCuメッシ
ュ）でラビングしてない側（ガラス基板に接していた
側）がメッシュに接するようにすくい上げてメッシュ上
に固定し、これを透過形電子顕微鏡で加速電圧125kVで
直接倍率20万ないし50万倍で透過像と電子線回折像を測
定し、それを更に80万ないし4000万倍に拡大して、ラビ
ング面の表面形状と結晶性を評価した。上記のように剥
離させた試料をメッシュですくうので、被検面は0.4μ
ｍφ以上でなければすくえず、また高倍率で検査するの
と扱い易さの関係から被検面は最大でも20μｍφとす
る。
試料である剥離させた薄膜の化学種の同定は、ガラス
との接合面相当部位をKBr結晶面に接するようにして固
定後、赤外分析法およびレーザラマン分析法等を用いて
行うことにした。
との接合面相当部位をKBr結晶面に接するようにして固
定後、赤外分析法およびレーザラマン分析法等を用いて
行うことにした。
上記の試料を用いた検査は、ガラス基板を用いて液晶
表示素子を製作して、その液晶配向特性、表示の均一性
等を評価したのち、分解して行う。
表示素子を製作して、その液晶配向特性、表示の均一性
等を評価したのち、分解して行う。
上記のようにしてラビング膜の表面形状の定量的観
察、評価、化学種の同定等を行い、そのデータと、液晶
表示素子にして良好な配向特性を示した場合とを突合せ
て、配向膜表面に超微細な分子結合状態が形成され、そ
の分子長の間隔および分子長の大小差が0.06〜30nmであ
ることが確認された有機質配向膜が形成されたガラス基
板、又は、膜表面に超微細な分子結合状態が形成され、
その分子長の間隔および分子長の大小差が0.06〜30nmで
あり、さらに前記薄膜構造の面間隔が0.06〜0.25nmであ
ることが確認された有機質配向膜が形成されたガラス基
板を用いて製造した液晶表示素子ならば良好な特性が得
られることが判った。
察、評価、化学種の同定等を行い、そのデータと、液晶
表示素子にして良好な配向特性を示した場合とを突合せ
て、配向膜表面に超微細な分子結合状態が形成され、そ
の分子長の間隔および分子長の大小差が0.06〜30nmであ
ることが確認された有機質配向膜が形成されたガラス基
板、又は、膜表面に超微細な分子結合状態が形成され、
その分子長の間隔および分子長の大小差が0.06〜30nmで
あり、さらに前記薄膜構造の面間隔が0.06〜0.25nmであ
ることが確認された有機質配向膜が形成されたガラス基
板を用いて製造した液晶表示素子ならば良好な特性が得
られることが判った。
［作用］ 上記のようにすることにより、有機質配向膜を用いた
液晶表示素子に対する有力な品質管理手段が得られ、高
性能高品質な液晶表示素子の大量生産が可能になった。
液晶表示素子に対する有力な品質管理手段が得られ、高
性能高品質な液晶表示素子の大量生産が可能になった。
［実施例］ 第１図は液晶表示素子の一例の断面図である。図中、
１は上基板、２は下基板、３は上下基板をスペーサによ
って規制された間隔に周辺で封着保持する封着部材、４
はネマチック液晶、５はスペーサ、６は上電極、７は下
電極、10は上偏光板、11は下偏光板、12は反射板、13は
観察者の目、18、19は液晶配向（制御）膜である。
１は上基板、２は下基板、３は上下基板をスペーサによ
って規制された間隔に周辺で封着保持する封着部材、４
はネマチック液晶、５はスペーサ、６は上電極、７は下
電極、10は上偏光板、11は下偏光板、12は反射板、13は
観察者の目、18、19は液晶配向（制御）膜である。
第２図は配向膜ラビングの説明図で、図中、20は液晶
配向膜、21は（上または下）基板、22は配向膜ラビング
時に基板を移動させる方向、23はラビング方向である。
配向膜、21は（上または下）基板、22は配向膜ラビング
時に基板を移動させる方向、23はラビング方向である。
液晶配向膜に配向機能を持たせるには、第２図に示す
ように、配向膜20を22と示す方向に移動させながら、水
平方向から垂直方向へ例えば40〜45度傾いた方向に有機
質繊維からなるラビング分布でラビング（普通実際には
円形ラビング布を多数枚重ねてラビングホイールとし此
のホイールを回転させてホイールの周辺で配向膜面をラ
ビング）する。このような液晶配向膜を形成させた上下
基板１、２を用いて液晶表示素子を製作し、その液晶配
向特性を評価し、液晶が均一に配向することを確認し
た。
ように、配向膜20を22と示す方向に移動させながら、水
平方向から垂直方向へ例えば40〜45度傾いた方向に有機
質繊維からなるラビング分布でラビング（普通実際には
円形ラビング布を多数枚重ねてラビングホイールとし此
のホイールを回転させてホイールの周辺で配向膜面をラ
ビング）する。このような液晶配向膜を形成させた上下
基板１、２を用いて液晶表示素子を製作し、その液晶配
向特性を評価し、液晶が均一に配向することを確認し
た。
液晶表示素子の特性を評価、確認した後、液晶表示素
子を封着部材３の個所で分解して上基板１と下基板２に
分離し、それぞれに付着している液晶をアセトン等に浸
漬して除去した。その後、これら基板を２〜3cm2の大き
さに切断し、これを12％のHF水溶液に入れて、有機質配
向膜を剥離させ、Cuメッシュ上とKBr単結晶上とに別々
に固定して試料を作成した。Cuメッシュ上に固定したも
のは透過形電子顕微鏡で加速電圧125kVで直接透過像30
〜50万倍で撮影し、これを更に80〜4000万倍に拡大して
第３図（ａ），（ｂ）に示す分子長の間隔や分子長の深
さを観察、評価し、また、前記加速電圧で此の膜の電子
線回折を行い、第３図（ｃ）に示すような回折像から此
の膜の結晶面の面間隔を評価した。その結果、分子長の
間隔や深さは0.06nmないし30nmであり、かつ、第３図
（ｃ）に30、31と示す回折像半径から結晶面間隔が0.06
〜0.25nmの表面の近くが一部結晶化した非晶質有機高分
子薄膜が液晶表示素子の有機質配向膜に適していること
がわかった。また、KBr上に固定した薄膜は、透過法に
よる赤外分析法で有機質薄膜の化学種同定に用いた。
子を封着部材３の個所で分解して上基板１と下基板２に
分離し、それぞれに付着している液晶をアセトン等に浸
漬して除去した。その後、これら基板を２〜3cm2の大き
さに切断し、これを12％のHF水溶液に入れて、有機質配
向膜を剥離させ、Cuメッシュ上とKBr単結晶上とに別々
に固定して試料を作成した。Cuメッシュ上に固定したも
のは透過形電子顕微鏡で加速電圧125kVで直接透過像30
〜50万倍で撮影し、これを更に80〜4000万倍に拡大して
第３図（ａ），（ｂ）に示す分子長の間隔や分子長の深
さを観察、評価し、また、前記加速電圧で此の膜の電子
線回折を行い、第３図（ｃ）に示すような回折像から此
の膜の結晶面の面間隔を評価した。その結果、分子長の
間隔や深さは0.06nmないし30nmであり、かつ、第３図
（ｃ）に30、31と示す回折像半径から結晶面間隔が0.06
〜0.25nmの表面の近くが一部結晶化した非晶質有機高分
子薄膜が液晶表示素子の有機質配向膜に適していること
がわかった。また、KBr上に固定した薄膜は、透過法に
よる赤外分析法で有機質薄膜の化学種同定に用いた。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、従来定量的に評
価できなかった液晶表示素子の有機質配向膜のラビング
した表面形状の分子長が0.25〜30nmであることが判り、
この結果を用いて、液晶表示素子配向膜の表面形状の制
御が可能となり、高度な品質管理が行えるようになっ
て、量産レベルで液晶表示素子の高品質化、高性能化を
図れるようになった。
価できなかった液晶表示素子の有機質配向膜のラビング
した表面形状の分子長が0.25〜30nmであることが判り、
この結果を用いて、液晶表示素子配向膜の表面形状の制
御が可能となり、高度な品質管理が行えるようになっ
て、量産レベルで液晶表示素子の高品質化、高性能化を
図れるようになった。
第１図は液晶表示素子の断面図、第２図は液晶表示素子
基板の配向膜ラビングの説明図、第３図（ａ），
（ｂ），（ｃ）は液晶配向膜検査法の説明図である。 １……上基板、２……下基板、３……封着部材、４……
ネマチック液晶、５……スペーサ、６……上電極、７…
…下電極、10……上偏光板、11……下偏光板、12……反
射板、18,19……液晶配向膜、24……干渉部、25……干
渉の間、27……干渉の間隔、28……干渉の深さ、29……
干渉の間隔、30、31……配向膜の回折像半径。
基板の配向膜ラビングの説明図、第３図（ａ），
（ｂ），（ｃ）は液晶配向膜検査法の説明図である。 １……上基板、２……下基板、３……封着部材、４……
ネマチック液晶、５……スペーサ、６……上電極、７…
…下電極、10……上偏光板、11……下偏光板、12……反
射板、18,19……液晶配向膜、24……干渉部、25……干
渉の間、27……干渉の間隔、28……干渉の深さ、29……
干渉の間隔、30、31……配向膜の回折像半径。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中岡 庸修 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (72)発明者 森 恭美 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (72)発明者 金崎 幹雄 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (72)発明者 山之口 宏 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (72)発明者 富田 好文 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日 立製作所茂原工場内 (56)参考文献 特開 昭63−172939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−260142（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−155331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−79913（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/1337 G01N 1/28 G02F 1/13
Claims (1)
- 【請求項１】有機質配向膜を用いた液晶表示素子のガラ
ス基板を濃度１〜27％のHF水溶液中に浸漬して有機質配
向膜を剥離することを特徴とする液晶配向膜検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12432689A JP2804080B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 液晶配向膜検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12432689A JP2804080B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 液晶配向膜検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02304330A JPH02304330A (ja) | 1990-12-18 |
| JP2804080B2 true JP2804080B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=14882571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12432689A Expired - Lifetime JP2804080B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 液晶配向膜検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2804080B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105259685B (zh) * | 2015-11-27 | 2018-08-24 | 武汉华星光电技术有限公司 | 一种应用于液晶显示模组的试验治具 |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP12432689A patent/JP2804080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02304330A (ja) | 1990-12-18 |
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