JP2938124B2 - 配向膜の形成方法及び液晶表示素子の製造方法 - Google Patents
配向膜の形成方法及び液晶表示素子の製造方法Info
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- JP2938124B2 JP2938124B2 JP8916590A JP8916590A JP2938124B2 JP 2938124 B2 JP2938124 B2 JP 2938124B2 JP 8916590 A JP8916590 A JP 8916590A JP 8916590 A JP8916590 A JP 8916590A JP 2938124 B2 JP2938124 B2 JP 2938124B2
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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、配向膜の形成方法及びそれを用いた液晶表
示素子の製造方法に関する。
示素子の製造方法に関する。
［従来の技術］ 従来、配向膜を有するツイストネマティック（TN）型
液晶表示素子，スーパーツイスト（STN）型液晶表示素
子，強誘電性液晶表示素子又はアクティブマトリックス
素子等の液晶表示素子として、配向膜を形成する際、ポ
リイミド，ポリイミド−イソインドロキナゾリン，ポリ
イミド−ベンゾイミダゼン等の有機高分子膜を基板上に
形成し、ラビング布にて一方向にラビングすることによ
り形成する法,SiO等を斜め蒸着する法等が一般に用いら
れている。
液晶表示素子，スーパーツイスト（STN）型液晶表示素
子，強誘電性液晶表示素子又はアクティブマトリックス
素子等の液晶表示素子として、配向膜を形成する際、ポ
リイミド，ポリイミド−イソインドロキナゾリン，ポリ
イミド−ベンゾイミダゼン等の有機高分子膜を基板上に
形成し、ラビング布にて一方向にラビングすることによ
り形成する法,SiO等を斜め蒸着する法等が一般に用いら
れている。
［発明が解決しようとする課題｝ しかしながら、ポリイミド等の有機高分子膜を使用す
る際は、一軸配向させる方法としてラビング布にて表面
をラビングするため、静電気の発生を誘起し、素子表面
の回路を破壊したり、ゴミの付着をもたらすなどの問題
があり、一方、SiO等を斜め蒸着する方法は、コストが
高く、又真空系を使用するため生産性が悪く、大型液晶
表示素子の量産には不向きである。このような従来の配
向膜の欠点を補うものとして、流動性を示す液晶性の高
分子薄膜を基板上に塗布した後に配向性を付与したもの
を用いることが提案されている（特開平１−280723号，
特開平１−251015号等）。かかる高分子液晶性薄膜は剪
断応力等の各種の応力や磁場等の外場により配向するこ
とが見い出されている。
る際は、一軸配向させる方法としてラビング布にて表面
をラビングするため、静電気の発生を誘起し、素子表面
の回路を破壊したり、ゴミの付着をもたらすなどの問題
があり、一方、SiO等を斜め蒸着する方法は、コストが
高く、又真空系を使用するため生産性が悪く、大型液晶
表示素子の量産には不向きである。このような従来の配
向膜の欠点を補うものとして、流動性を示す液晶性の高
分子薄膜を基板上に塗布した後に配向性を付与したもの
を用いることが提案されている（特開平１−280723号，
特開平１−251015号等）。かかる高分子液晶性薄膜は剪
断応力等の各種の応力や磁場等の外場により配向するこ
とが見い出されている。
しかしこのような方法では、パターン化された配向膜
を形成することはできない。また、配向方向は基板上で
視認位置から見て種々の方向に調節する必要があるが、
塗布方向と配向方向を変えることができないため、この
ような調整が困難である。さらに主に押し広げる方向の
スピードによって液晶高分子薄膜に加わる剪断応力即ち
配向性が制御されるため、膜厚及び膜厚の均一性と配向
力とを独立かつ任意に制御することが困難であった。
を形成することはできない。また、配向方向は基板上で
視認位置から見て種々の方向に調節する必要があるが、
塗布方向と配向方向を変えることができないため、この
ような調整が困難である。さらに主に押し広げる方向の
スピードによって液晶高分子薄膜に加わる剪断応力即ち
配向性が制御されるため、膜厚及び膜厚の均一性と配向
力とを独立かつ任意に制御することが困難であった。
［課題を解決する手段］ 本発明は前述の問題点を解決するためになされたもの
であり、印刷方向と一定の角度をなす溝を有する印刷ロ
ールの表面にライオトロピック液晶高分子被膜を形成
し、前記高分子被膜を液晶の状態で基板上に印刷するこ
とを特徴とする配向膜の形成方法、及び、表面にライオ
トロピック液晶高分子被膜を形成した印刷ロールの回転
速度と前記高分子被膜を基板上に印刷する印刷速度とを
異ならせ、高分子被膜を液晶の状態で基板上に印刷する
ことを特徴とする配向膜の形成方法、を提供する。ま
た、一対の基板上に電極を形成し、その上に上記のいず
れかの方法で配向膜を形成し、配向膜面を相対向させて
周辺部をシール材でシールすると共に内側に液晶を封入
することを特徴とする液晶表示素子の製造方法、を提供
する。
であり、印刷方向と一定の角度をなす溝を有する印刷ロ
ールの表面にライオトロピック液晶高分子被膜を形成
し、前記高分子被膜を液晶の状態で基板上に印刷するこ
とを特徴とする配向膜の形成方法、及び、表面にライオ
トロピック液晶高分子被膜を形成した印刷ロールの回転
速度と前記高分子被膜を基板上に印刷する印刷速度とを
異ならせ、高分子被膜を液晶の状態で基板上に印刷する
ことを特徴とする配向膜の形成方法、を提供する。ま
た、一対の基板上に電極を形成し、その上に上記のいず
れかの方法で配向膜を形成し、配向膜面を相対向させて
周辺部をシール材でシールすると共に内側に液晶を封入
することを特徴とする液晶表示素子の製造方法、を提供
する。
本発明で用いられる液晶高分子としては、塗布時に流
動性のある液晶状態をとり、塗布後室温で固化するもの
であれば、種々の化合物を用いることができる。ここで
液晶状態とは、重心に関する位置の規則性が失われ、か
つ分子の配向性が残った状態をいう。このような液晶高
分子のうち、室温で塗布の行なえるライオトロピック高
分子液晶としては、大別して、アラミド系およびポリペ
プチド系，セルロース系等をあげることができる。
動性のある液晶状態をとり、塗布後室温で固化するもの
であれば、種々の化合物を用いることができる。ここで
液晶状態とは、重心に関する位置の規則性が失われ、か
つ分子の配向性が残った状態をいう。このような液晶高
分子のうち、室温で塗布の行なえるライオトロピック高
分子液晶としては、大別して、アラミド系およびポリペ
プチド系，セルロース系等をあげることができる。
アラミド系の一種，ポリ−ｐ−フェニレンテレフタル
アミドは硫酸やジメチルアセト−アミド−塩化リチウム
系のある濃度以上でネマティック相を示す。
アミドは硫酸やジメチルアセト−アミド−塩化リチウム
系のある濃度以上でネマティック相を示す。
ポリペプチド系の一種，ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グ
ルタメート（PBLG）は、分子量にもよるが約10％以上の
濃度でコレステリック相を示す。
ルタメート（PBLG）は、分子量にもよるが約10％以上の
濃度でコレステリック相を示す。
セルロース系としては、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、アセチルセルロース等をあげることができる。
ス、アセチルセルロース等をあげることができる。
高分子液晶の相としては、ネマティック，スメクティ
ック，コレステリックのいずれも用いることができる
が、好ましい液晶相は層構造のない一軸性を有するネマ
ティックである。
ック，コレステリックのいずれも用いることができる
が、好ましい液晶相は層構造のない一軸性を有するネマ
ティックである。
その他、液晶素子の配向膜として用いるため250℃以
上の耐熱性を有することが望ましい。
上の耐熱性を有することが望ましい。
本発明における配向膜の形成方法では、印刷ロール上
の前述の例に代表される高分子液晶薄膜を、基板上に印
刷することを特徴とする。即ち、ラビングせずに高分子
液晶薄膜に配向能を付与するためには、液晶性を有する
高分子膜に剪断応用等の外力を加える必要があるが、本
発明においてはロール印刷と同時にこのような剪断応力
が加わり、高分子液晶薄膜に配向能を付与することが可
能である。従ってラビングの必要のない配向膜形成がき
わめて高い量産性で実現できる。又、印刷ロール上に版
を形成すれば、パターン化された配向膜も形成可能にな
る。
の前述の例に代表される高分子液晶薄膜を、基板上に印
刷することを特徴とする。即ち、ラビングせずに高分子
液晶薄膜に配向能を付与するためには、液晶性を有する
高分子膜に剪断応用等の外力を加える必要があるが、本
発明においてはロール印刷と同時にこのような剪断応力
が加わり、高分子液晶薄膜に配向能を付与することが可
能である。従ってラビングの必要のない配向膜形成がき
わめて高い量産性で実現できる。又、印刷ロール上に版
を形成すれば、パターン化された配向膜も形成可能にな
る。
特に、印刷ロール表面に、印刷方向に対して一定の角
度をなす溝を形成することが重要である。このようにす
ることにより印刷方向と異なる方向の配向性を配向膜に
付与することが可能になる。さらに、溝の方向を印刷ロ
ール上で部分的に変化させれば、配向方向が部分的に変
化する配向膜を得ることも可能である。
度をなす溝を形成することが重要である。このようにす
ることにより印刷方向と異なる方向の配向性を配向膜に
付与することが可能になる。さらに、溝の方向を印刷ロ
ール上で部分的に変化させれば、配向方向が部分的に変
化する配向膜を得ることも可能である。
STN等の液晶表示素子に用いられる配向膜は、一般に
基板の辺に対し、０°あるいは90°以外の０〜90°の角
度に配向される。このような角度で配向させるには印刷
ロール版に０〜90°の間の角度に溝を付けて印刷するこ
とで可能である。溝のピッチは1mm以下，通常10〜100μ
ｍである。溝の深さ，うねの形状等はグラビア印刷の分
野における網点の形状設計法を参考に設計できる。又、
高分子液晶性薄膜に配向性を付与するのは、印刷ロール
上の高分子液晶性薄膜を基板上に印刷する時に行なうこ
ともできるし、印刷ロール上に高分子液晶薄膜を設けた
時点で既に配向している状態とすることもできる。
基板の辺に対し、０°あるいは90°以外の０〜90°の角
度に配向される。このような角度で配向させるには印刷
ロール版に０〜90°の間の角度に溝を付けて印刷するこ
とで可能である。溝のピッチは1mm以下，通常10〜100μ
ｍである。溝の深さ，うねの形状等はグラビア印刷の分
野における網点の形状設計法を参考に設計できる。又、
高分子液晶性薄膜に配向性を付与するのは、印刷ロール
上の高分子液晶性薄膜を基板上に印刷する時に行なうこ
ともできるし、印刷ロール上に高分子液晶薄膜を設けた
時点で既に配向している状態とすることもできる。
印刷ロール上の高分子液晶薄膜に配向性を付与するた
めには、三本ロールで混練して配向させる方法，ブレー
ドでしごいて配向させる方法などが挙げられる。又、印
刷速度とロールの回転速度を異ならせ、剪断応力を調整
することができる。
めには、三本ロールで混練して配向させる方法，ブレー
ドでしごいて配向させる方法などが挙げられる。又、印
刷速度とロールの回転速度を異ならせ、剪断応力を調整
することができる。
印刷された基板上の薄膜は、剪断応力により引きちぎ
られることがあり、配向が乱れる原因になる。このよう
な乱れは上記のように印刷速度とロールの回転速度を異
ならせ、剪断応力を調整することにより防止できる。具
体的には基板の送り速度をロール周速と異なる速度にし
たり、送りの方向を逆方向としたりして調節すれば良
い。
られることがあり、配向が乱れる原因になる。このよう
な乱れは上記のように印刷速度とロールの回転速度を異
ならせ、剪断応力を調整することにより防止できる。具
体的には基板の送り速度をロール周速と異なる速度にし
たり、送りの方向を逆方向としたりして調節すれば良
い。
本発明の配向膜の形成方法は液晶表示素子の製造方法
に特に好ましく応用できる。かかる液晶表示素子の態様
を以下に説明する。
に特に好ましく応用できる。かかる液晶表示素子の態様
を以下に説明する。
本発明の液晶表示素子は基板の上に電極及びカラーフ
ィルター等を形成し、さらに本発明の製造方法により配
向膜を設けて配向膜面を相対向させて、周辺部をシール
材でシールし、内側に液晶を封入したものであり、通常
は、素子の両側に偏光膜を配置し、電極に電圧を印加す
る手段を設けて使用する。
ィルター等を形成し、さらに本発明の製造方法により配
向膜を設けて配向膜面を相対向させて、周辺部をシール
材でシールし、内側に液晶を封入したものであり、通常
は、素子の両側に偏光膜を配置し、電極に電圧を印加す
る手段を設けて使用する。
この基板としては、ガラス，プラスチック等の透明基
板が使用でき、その表面には酸化インジウム錫（IT
O），SnO2等の透明電極が形成されている。もちろん、
この透明電極に低抵抗の金属リードを併設したり、絶縁
膜等を形成してあってもよい。前述の例においては、カ
ラーフィルターは電極の上に配置されているが、電極の
下に配置することも可能である。
板が使用でき、その表面には酸化インジウム錫（IT
O），SnO2等の透明電極が形成されている。もちろん、
この透明電極に低抵抗の金属リードを併設したり、絶縁
膜等を形成してあってもよい。前述の例においては、カ
ラーフィルターは電極の上に配置されているが、電極の
下に配置することも可能である。
シール材は、通常のエポキシ樹脂，シリコン樹脂等の
シール材でよく、通常はその一部に開口部を形成してお
き、セル化して後、その開口部から液晶を注入し、その
開口部を封止すればよい。
シール材でよく、通常はその一部に開口部を形成してお
き、セル化して後、その開口部から液晶を注入し、その
開口部を封止すればよい。
その一対の偏光膜の偏光軸は、通常のネガ型表示の液
晶表示素子の場合と同様にほぼ平行に配置されてもよい
し、通常のポジ型表示の液晶表示素子の場合と同様にほ
ぼ直交するように配置されてもよい。
晶表示素子の場合と同様にほぼ平行に配置されてもよい
し、通常のポジ型表示の液晶表示素子の場合と同様にほ
ぼ直交するように配置されてもよい。
電極に電圧を印加する駆動手段としては、通常の液晶
表示装置に使用される駆動手段が使用でき、通常しきい
値以上の交流電圧を供給できる駆動手段が用いられる。
表示装置に使用される駆動手段が使用でき、通常しきい
値以上の交流電圧を供給できる駆動手段が用いられる。
［実施例］ （実施例１） ポリ−γ−ベンジル−グルタメート［シグマ社ｐ−51
36分子量（小角散乱法）249,700）を、N,N−ジメチルホ
ルムアミド（DMF）に溶かし、固形分が16％の溶液とし
た。これを偏光顕微鏡で観察し、ネマティック相の液晶
状態であることを確認した。
36分子量（小角散乱法）249,700）を、N,N−ジメチルホ
ルムアミド（DMF）に溶かし、固形分が16％の溶液とし
た。これを偏光顕微鏡で観察し、ネマティック相の液晶
状態であることを確認した。
鏡面仕上げした直径50mmのロールを、軸方向から45°
の角度でサンドペーパーで微細な傷をつけた。このロー
ルを第１図の概念的側面図として示すようにプラテンロ
ールとして取付けた。このロール１の表面に少量上記溶
液を供給口５より供給し、ドクターナイフ６を用いて余
分を除き、対向ゴムロール４との間に表面にパターン化
された電極を有するガラス基板２を挟んでコンベヤ３上
で送りながらロール１を独立に異なる速度で回転させ、
ガラス基板２の表面に印刷し、100℃30分で乾燥した。
同様の基板をもう１枚作成し、液晶ZL1−2140（メルク
社）を挟んで周辺をシールし、液晶表示素子を作製し
た。均一に液晶の配向する液晶表示素子が得られた。
の角度でサンドペーパーで微細な傷をつけた。このロー
ルを第１図の概念的側面図として示すようにプラテンロ
ールとして取付けた。このロール１の表面に少量上記溶
液を供給口５より供給し、ドクターナイフ６を用いて余
分を除き、対向ゴムロール４との間に表面にパターン化
された電極を有するガラス基板２を挟んでコンベヤ３上
で送りながらロール１を独立に異なる速度で回転させ、
ガラス基板２の表面に印刷し、100℃30分で乾燥した。
同様の基板をもう１枚作成し、液晶ZL1−2140（メルク
社）を挟んで周辺をシールし、液晶表示素子を作製し
た。均一に液晶の配向する液晶表示素子が得られた。
（実施例２） 実施例１でステンレスロールに100mm角部分のみサン
ドペーパーで表面処理した。100mm角部分にロール軸方
向と45°の角度をなすパターン化された配向膜付の基板
及び液晶表示素子が得られた。
ドペーパーで表面処理した。100mm角部分にロール軸方
向と45°の角度をなすパターン化された配向膜付の基板
及び液晶表示素子が得られた。
［発明の効果］ 本発明による液晶配向膜は、ラビング工程をとらない
ため、ラビングによって発生する静電気の問題がなく、
素子表面の回路を破壊したりゴミの付着するなどの恐れ
がない。また、ラビングの不均一から誘起される種々の
表示ムラの恐れがない。
ため、ラビングによって発生する静電気の問題がなく、
素子表面の回路を破壊したりゴミの付着するなどの恐れ
がない。また、ラビングの不均一から誘起される種々の
表示ムラの恐れがない。
本発明は配向膜の製造工程での工程の安定化と液晶デ
ィスプレイの画質向上をもたらすので実用的価値が大き
い。また、本発明は部分成膜も可能であり、実用的価値
が大きい。
ィスプレイの画質向上をもたらすので実用的価値が大き
い。また、本発明は部分成膜も可能であり、実用的価値
が大きい。
第１図は本発明の１実施例を示す側面図である。 1:ロール、2:ガラス基板 3:コンベヤ、4:対向ゴムロール
Claims (3)
- 【請求項１】印刷方向と一定の角度をなす溝を有する印
刷ロールの表面にライオトロピック液晶高分子被膜を形
成し、前記高分子被膜を液晶の状態で基板上に印刷する
ことを特徴とする配向膜の形成方法。 - 【請求項２】表面にライオトロピック液晶高分子被膜を
形成した印刷ロールの回転速度と前記高分子被膜を基板
上に印刷する印刷速度とを異ならせ、高分子被膜を液晶
の状態で基板上に印刷することを特徴とする配向膜の形
成方法。 - 【請求項３】一対の基板上に電極を形成し、その上に請
求項１または２記載の方法で配向膜を形成し、配向膜面
を相対向させて周辺部をシール材でシールすると共に内
側に液晶を封入することを特徴とする液晶表示素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8916590A JP2938124B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 配向膜の形成方法及び液晶表示素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8916590A JP2938124B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 配向膜の形成方法及び液晶表示素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03288131A JPH03288131A (ja) | 1991-12-18 |
| JP2938124B2 true JP2938124B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=13963201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8916590A Expired - Fee Related JP2938124B2 (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 配向膜の形成方法及び液晶表示素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938124B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001037038A1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | 3M Innovative Properties Company | Liquid crystal alignment structure and display devices containing same |
| DE60008137T2 (de) * | 1999-11-12 | 2004-09-16 | 3M Innovative Properties Co., Saint Paul | Flüssigkristallorientierunsstrukturen, verfahren zu deren herstellung und anzeigevorrichtungen, die diese strukturen enthalten |
| US6699533B2 (en) | 2000-12-01 | 2004-03-02 | 3M Innovative Properties Company | Stabilized liquid crystal alignment structure with pre-tilt angle and display devices containing the same |
| US7342112B2 (en) * | 2003-07-01 | 2008-03-11 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Photochromic compounds |
| US7632540B2 (en) * | 2003-07-01 | 2009-12-15 | Transitions Optical, Inc. | Alignment facilities for optical dyes |
-
1990
- 1990-04-05 JP JP8916590A patent/JP2938124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03288131A (ja) | 1991-12-18 |
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