JP3267989B2 - Method for manufacturing liquid crystal alignment film - Google Patents

Method for manufacturing liquid crystal alignment film

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶配向膜の製造方法
に係わり、特に高分子膜に液晶を配向するための配向制
御機構を設けた液晶配向膜の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal alignment film, and more particularly to a method for manufacturing a liquid crystal alignment film provided with an alignment control mechanism for aligning liquid crystal on a polymer film.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型軽量,低消費電力
等の優れた特徴を有しており、新しい表示装置として様
々な分野から大きな期待が寄せられている。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices have excellent features such as thinness, light weight and low power consumption, and are expected to be a new display device from various fields.

【0003】従来の液晶表示装置においては、液晶セル
の基本構造は一般に共通している。即ち液晶セルは、対
向して設けられた一対の基板をスペーサを介在させて所
定の間隙を保持させ、基板の周縁部をシール剤でシール
し、基板間に液晶を封入した構造を有している。また、
一対の基板の内面には電極及び液晶配向膜が形成されて
いる。
[0003] In a conventional liquid crystal display device, the basic structure of a liquid crystal cell is generally common. That is, the liquid crystal cell has a structure in which a pair of substrates provided opposite to each other is provided with a spacer therebetween to maintain a predetermined gap, a peripheral portion of the substrate is sealed with a sealant, and liquid crystal is sealed between the substrates. I have. Also,
An electrode and a liquid crystal alignment film are formed on inner surfaces of the pair of substrates.

【0004】ところで、基板の内面に形成した液晶配向
膜は、液晶を一定の方向に並べる作用を有する。液晶の
配向のさせ方は、基板に平行な方向に配向させる方式
と、基板に垂直な方向に配向させる方式とが知られてい
る。このうち、基板に平行な方向に配向させる方式が多
用されている。
The liquid crystal alignment film formed on the inner surface of the substrate has a function of arranging liquid crystals in a certain direction. As a method of aligning the liquid crystal, a method of aligning the liquid crystal in a direction parallel to the substrate and a method of aligning the liquid crystal in a direction perpendicular to the substrate are known. Of these, a method of orienting in a direction parallel to the substrate is often used.

【0005】従来、液晶配向膜を製造するには、ラビン
グ法又は斜方蒸着法が用いられている。ラビング法と
は、基板の表面にポリイミド,ポリビニルアルコール等
の高分子膜を形成し、ベルベット等の布で擦ることによ
り、高分子膜の表面に方向性を持たせる方法である。斜
方蒸着法とは、SiOのような金属酸化物等を、基板に
対して一定角度を持たせて蒸着させることにより、表面
に方向性を持たせる方法である。このうち、ラビング法
は単純なプロセスであるため、短時間で大量の処理が可
能であり、最も頻繁に用いられている。
Conventionally, a rubbing method or an oblique deposition method has been used to manufacture a liquid crystal alignment film. The rubbing method is a method in which a polymer film such as polyimide or polyvinyl alcohol is formed on the surface of a substrate and rubbed with a cloth such as velvet so that the surface of the polymer film has directionality. The oblique vapor deposition method is a method in which a metal oxide such as SiO is vapor-deposited at a certain angle with respect to a substrate to give directionality to the surface. Among them, the rubbing method is a simple process, and can perform a large amount of processing in a short time, and is most frequently used.

【0006】しかしながら、この種の方法にあっては次
のような問題があった。即ち、ラビング法では、膜を布
で擦るため多量の静電気が蓄積し、この静電気により薄
膜トランジスタの破壊やごみの付着等が生じる。さら
に、布が基板に直接接触するために基板の汚染が避けら
れないことである。このような理由から、大型で精密な
液晶表示装置への利用には限界があることが指摘されて
いる。また、斜方蒸着法は、蒸着過程に長時間を要す
る、液晶のプレチルト角が大きくなる、配向制御が弱い
という問題があり、殆ど使用されていないのが現状であ
る。
However, this type of method has the following problems. That is, in the rubbing method, a large amount of static electricity is accumulated because the film is rubbed with a cloth, and this static electricity causes destruction of the thin film transistor and adhesion of dust. In addition, contamination of the substrate is unavoidable because the fabric is in direct contact with the substrate. For these reasons, it has been pointed out that there is a limit to the application to a large and precise liquid crystal display device. In addition, the oblique deposition method has a problem that a long time is required for a deposition process, a pretilt angle of a liquid crystal is large, and alignment control is weak. At present, it is hardly used.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、液晶
配向膜を製造するにはラビング法が多用されているが、
この方法では静電気の発生や基板表面の汚染が生じ、大
型で精密な液晶表示装置に適用することは困難であっ
た。
As described above, conventionally, a rubbing method is often used to manufacture a liquid crystal alignment film.
In this method, static electricity is generated and the substrate surface is contaminated, and it has been difficult to apply the method to a large and precise liquid crystal display device.

【0008】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、表面の汚染や静電気の
発生を伴うことなく、短時間で優れた液晶配向膜を製造
することができ、大型で精密な液晶表示装置への適用も
可能となる液晶配向膜の製造方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to manufacture an excellent liquid crystal alignment film in a short time without causing surface contamination or generation of static electricity. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a liquid crystal alignment film which can be applied to a large and precise liquid crystal display device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、高分子
膜の表面に、延伸部位と収縮部位を形成することにあ
る。
The gist of the present invention is to form a stretched portion and a contracted portion on the surface of a polymer film.

【0010】即ち本発明は、液晶を配向制御するための
液晶配向膜の製造方法において、基板上に形成される高
分子膜をラビングする工程と、前記ラビングによって前
記高分子膜に生じた配向不良個所にエネルギービームを
照射して配向を無くす工程と、前記エネルギービームを
照射した個所に所定方向に沿ってエネルギービームを照
射し、照射部分と該照射部分に隣接する非照射部分の体
積変化を利用して、前記高分子膜に延伸部位と収縮部位
を形成する工程とを含むことを特徴とする。
[0010] The present invention provides a method of manufacturing a liquid crystal alignment film for controlling alignment of the liquid crystal, high is formed on the substrate
Rubbing the molecular film; and
An energy beam is applied to the poorly-aligned portions of the polymer film.
Irradiating to remove the orientation; and
Irradiate the irradiated area with an energy beam along a predetermined direction
The body of the irradiated, irradiated part and the non-irradiated part adjacent to the irradiated part
Using the product change, the polymer film stretches and shrinks
And a step of forming

【0011】[0011]

【作用】本発明のように、高分子膜にエネルギービーム
を照射すると、該照射部分が局所的に加熱されその体積
変化が生じる。ここで、高分子膜としてエネルギービー
ムの照射部分が収縮する材料を用いれば、高分子膜に収
縮部位と延伸部位を形成することが可能となる。さら
に、エネルギービームを縞状(一定間隔で平行)に照射
すれば、収縮部位と延伸部位が一方向に沿って配列され
ることになり、これらの配列方向に沿って液晶が配向す
ることになる。
When the polymer film is irradiated with an energy beam as in the present invention, the irradiated portion is locally heated and its volume changes. Here, if a material that shrinks the irradiated portion of the energy beam is used as the polymer film, it is possible to form a contracted portion and an extended portion in the polymer film. Further, when the energy beam is irradiated in a stripe pattern (parallel at a constant interval), the contracted portion and the stretched portion are arranged along one direction, and the liquid crystal is aligned along these arrangement directions. .

【0012】そしてこの場合、ラビング法とは異なり基
板表面を布で擦る必要がなくなり、静電気の発生や表面
の汚染を未然に防止することができる。しかも、エネル
ギービームを照射するにはレーザビームや電子ビーム等
を光学的に走査すればよく、エネルギービームの縞状の
照射も短時間に行うことができる。従って、短時間で優
れた液晶配向膜を製造することが可能となる。
In this case, unlike the rubbing method, it is not necessary to rub the surface of the substrate with a cloth, and the generation of static electricity and contamination of the surface can be prevented. In addition, to irradiate an energy beam, a laser beam, an electron beam or the like may be optically scanned, and stripe irradiation of the energy beam can be performed in a short time. Therefore, an excellent liquid crystal alignment film can be manufactured in a short time.

【0013】本発明において、液晶配向膜を構成する高
分子膜は十分な強度を有し、液晶に溶解しないことが望
ましい。液晶配向膜を構成する高分子膜としては、例え
ば熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を用いることができる。
In the present invention, it is desirable that the polymer film constituting the liquid crystal alignment film has sufficient strength and does not dissolve in the liquid crystal. As the polymer film constituting the liquid crystal alignment film, for example, a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used.

【0014】従来のラビング法に用いる配向膜として
は、ポリイミド,ポリビニルアルコールなどの熱可塑性
樹脂が主に用いられてきた。これらの高分子膜は膜形
成,力学的強度,密着性,耐熱性等の点で優れており、
配向膜として既に実績を上げている。これらの高分子膜
にエネルギービームを照射すると、該照射部分は局所的
に加熱され膨脹する。しかし、エネルギービームの照射
停止後の冷却過程により、該照射部分は収縮する。この
結果、高分子膜に収縮部位と、該収縮部位に隣接して延
伸部位を形成することが可能となる。
As the alignment film used in the conventional rubbing method, a thermoplastic resin such as polyimide or polyvinyl alcohol has been mainly used. These polymer films are excellent in film formation, mechanical strength, adhesion, heat resistance, etc.
It has already been used as an alignment film. When these polymer films are irradiated with an energy beam, the irradiated portions are locally heated and expanded. However, the irradiated portion shrinks due to the cooling process after stopping the irradiation of the energy beam. As a result, it becomes possible to form a contraction site and an extension site adjacent to the contraction site in the polymer film.

【0015】一方、熱硬化性樹脂は熱により硬化反応を
するもので、その時収縮を生じる。これらの高分子膜に
エネルギービームを照射すると、該照射部分は硬化収縮
を生じ、その結果配向膜に収縮部位と、該収縮部位に隣
接して延伸部位を形成することが可能となる。なお、熱
硬化性樹脂は、力学的強度,密着性等の点で問題が生じ
る可能性があるが、その場合はポリイミドなどの熱可塑
性樹脂に熱硬化性樹脂を混入することで、力学的強度,
密着性を保ちながら、硬化収縮を引き起こすことが可能
である。
On the other hand, a thermosetting resin undergoes a curing reaction by heat, and shrinks at that time. When the polymer film is irradiated with the energy beam, the irradiated portion undergoes curing shrinkage, and as a result, it becomes possible to form a contracted portion on the alignment film and a stretched portion adjacent to the contracted portion. In addition, thermosetting resin may cause problems in terms of mechanical strength, adhesion, etc. In such a case, mixing the thermosetting resin into a thermoplastic resin such as polyimide will increase the mechanical strength. ,
It is possible to cause curing shrinkage while maintaining adhesion.

【0016】また、本発明の液晶配向膜は多層構造とし
てもよい。この場合、下層をシリコーンゴム、天然ゴム
のような柔軟性に富む材料とし、上層を前述した高分子
膜とする構造が望ましい。このような構造では、上層の
収縮及び延伸の度合を、下層によって強めることができ
る。
The liquid crystal alignment film of the present invention may have a multilayer structure. In this case, a structure in which the lower layer is made of a material having high flexibility such as silicone rubber or natural rubber and the upper layer is made of the above-described polymer film is desirable. In such a structure, the degree of shrinkage and stretching of the upper layer can be enhanced by the lower layer.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。 (実施例1)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. (Example 1)

【0018】図1は、本発明の第1の実施例方法に係わ
る液晶配向膜の製造工程を示す断面図である。まず、図
1(a)に示すように、電極が形成された基板1の表面
に高分子溶液を塗布する。高分子溶液の塗布方法は、ス
ピンナー法,印刷法のいずれでもよい。この後、高分子
溶液を乾燥して基板1上に高分子膜(液晶配向膜)2を
形成する。
FIG. 1 is a sectional view showing the steps of manufacturing a liquid crystal alignment film according to the first embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 1A, a polymer solution is applied to the surface of the substrate 1 on which the electrodes are formed. The coating method of the polymer solution may be any of a spinner method and a printing method. Thereafter, the polymer solution is dried to form a polymer film (liquid crystal alignment film) 2 on the substrate 1.

【0019】次いで、図1(b)に示すように、基板1
の上からエネルギービーム3を照射する。また、エネル
ギービーム3は基板1の裏面から照射してもよい。エネ
ルギービーム3は所定方向に沿って縞状に平行に走査す
る。なお、複数のエネルギービームを同時に照射しても
よい。
Next, as shown in FIG.
Is irradiated from above. Further, the energy beam 3 may be irradiated from the back surface of the substrate 1. The energy beam 3 scans in a stripe pattern in parallel along a predetermined direction. Note that a plurality of energy beams may be irradiated simultaneously.

【0020】エネルギービーム3が照射された高分子膜
2の部分では、前述したように収縮が生じ、図1(c)
に示すように収縮部位4が形成される。そして、エネル
ギービーム3が照射されなかった高分子膜2の部分で
は、この部分に隣接する収縮部位4の収縮に伴って、図
中矢印で示す方向に応力が働き、延伸が生じて延伸部位
5が形成される。これにより、収縮部位と延伸部位を有
する液晶配向膜が形成される。
The portion of the polymer film 2 irradiated with the energy beam 3 contracts as described above, and as shown in FIG.
As shown in FIG. In the portion of the polymer film 2 to which the energy beam 3 has not been irradiated, stress acts in the direction indicated by the arrow in FIG. Is formed. Thus, a liquid crystal alignment film having a contraction site and an extension site is formed.

【0021】かくして形成された高分子膜2からなる液
晶配向膜上に、図1(d)に示すように液晶分子6が接
触すると、液晶分子6は高分子膜2の収縮方向及び延伸
方向に沿って配向する。また、結果的に収縮部位4の表
面が窪んで高分子膜2の表面に凹凸が生じているので、
形状的な異方性の効果により液晶分子6は高分子膜2の
表面の凹凸に沿ってより配向し易くなる。
When the liquid crystal molecules 6 come into contact with the liquid crystal alignment film composed of the polymer film 2 thus formed as shown in FIG. 1D, the liquid crystal molecules 6 move in the contracting direction and the stretching direction of the polymer film 2. Oriented along. Further, as a result, the surface of the contracted portion 4 is depressed and the surface of the polymer film 2 is uneven, so that
The liquid crystal molecules 6 are more easily aligned along the irregularities on the surface of the polymer film 2 by the effect of the shape anisotropy.

【0022】図2は、上記の液晶配向膜を用いて作成し
た液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。この液
晶表示素子は、次のようにして製造される。まず、電極
9が形成された基板1の表面に前述した方法により収縮
部位及び延伸部位が縞状に形成された高分子膜2からな
る液晶配向膜を形成する。これと同様の基板1′を用意
し、一対の基板1,1′を、高分子膜2,2′が形成さ
れた面を対向させてスペーサ7により所定の間隔を保持
した状態で、基板1,1′の周縁部をシール剤8で接着
する。そして、注入口から一対の基板1,1′の間に液
晶を封入したのち、注入口を閉じる。
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device prepared using the above-mentioned liquid crystal alignment film. This liquid crystal display element is manufactured as follows. First, on the surface of the substrate 1 on which the electrodes 9 are formed, a liquid crystal alignment film composed of the polymer film 2 in which the contracted portion and the stretched portion are formed in a striped manner by the method described above. A substrate 1 'similar to this is prepared, and a pair of substrates 1 and 1' are placed in a state where the surfaces on which the polymer films 2 and 2 'are formed face each other and a predetermined distance is maintained by a spacer 7, and , 1 ′ are adhered with a sealant 8. Then, after the liquid crystal is sealed between the pair of substrates 1 and 1 'from the injection port, the injection port is closed.

【0023】このように本実施例方法では、高分子膜2
からなる液晶配向膜を極めて簡単に製造することがで
き、しかもラビング法の欠点である静電気の蓄積による
薄膜トランジスタの破壊、及びごみの付着や基板の汚染
などを避けることができる。このため、大型で精密な液
晶表示装置に適用することが可能となり、その有用性は
絶大である。
As described above, in the method of this embodiment, the polymer film 2
Can be manufactured very easily, and the disadvantages of the rubbing method, such as destruction of the thin film transistor due to accumulation of static electricity, adhesion of dust, and contamination of the substrate, can be avoided. Therefore, it can be applied to a large and precise liquid crystal display device, and its usefulness is enormous.

【0024】なお、高分子膜2に照射するエネルギービ
ームとしてはレーザがあげられ、例えばYAG,Ar,
CO2 などが考えられる。但し、レーザに限定されるも
のではない。さらに、複数のエネルギービームを用いて
同時に複数の収縮部位を形成することも可能であり、こ
れによりスループットを向上させることができる。
The energy beam for irradiating the polymer film 2 is a laser, for example, YAG, Ar,
CO 2 and the like are conceivable. However, it is not limited to a laser. Further, it is possible to simultaneously form a plurality of contracted parts by using a plurality of energy beams, thereby improving the throughput.

【0025】液晶配向膜を構成する高分子膜2の収縮部
位及び延伸部位の幅は、1〜50μmが適当である。1
μm以下では、エネルギービームにより高分子膜2に微
細なパターンを描くことが困難となる。100μmを越
えると、粗雑なパターンとなり、液晶を十分に配向させ
ることができなくなる。また、延伸部位の収縮部位に対
する比率は、1〜100、望ましくは5〜10の範囲で
ある。
The width of the contracted portion and the stretched portion of the polymer film 2 constituting the liquid crystal alignment film is suitably 1 to 50 μm. 1
Below μm, it is difficult to draw a fine pattern on the polymer film 2 with an energy beam. If it exceeds 100 μm, a coarse pattern is formed, and the liquid crystal cannot be sufficiently oriented. The ratio of the stretched portion to the contracted portion is in the range of 1 to 100, preferably 5 to 10.

【0026】液晶配向膜を構成する高分子膜2の厚み
は、10〜1000nm、望ましくは10〜100nm
である。10nm未満では、液晶を十分に配向させるこ
とができなくなる。1000nmを越えると、配向膜の
抵抗が増加するため、液晶表示素子の動作に悪影響を与
える。
The thickness of the polymer film 2 constituting the liquid crystal alignment film is 10 to 1000 nm, preferably 10 to 100 nm.
It is. If it is less than 10 nm, the liquid crystal cannot be sufficiently oriented. If it exceeds 1000 nm, the resistance of the alignment film increases, which adversely affects the operation of the liquid crystal display element.

【0027】また、図2に示す液晶表示素子において、
基板表面に形成される電極9は、単純マトリックス方式
でも、アクティブマトリックス方式でもよい。このうち
後者では、基板上の画素毎に薄膜トランジスタ(TF
T)が形成されているので、表示特性を改善することが
できる。
In the liquid crystal display device shown in FIG.
The electrode 9 formed on the substrate surface may be of a simple matrix type or an active matrix type. In the latter, a thin film transistor (TF) is provided for each pixel on the substrate.
Since T) is formed, display characteristics can be improved.

【0028】使用する液晶は特に限定されず、ツイステ
ッドネマティック(TN)液晶,スーパーツイステッド
ネマティック(STN)液晶,強誘電性液晶(キラルス
メクティック液晶)など、どのような液晶を用いてもよ
い。但し、TN液晶は従来から広く用いられているが、
この液晶を用いた表示方式では応答速度が不十分である
ことや、クロストークが発生するなどの問題があるた
め、動画用の大画面ディスプレイなど、速い応答速度が
要求されるものへの応用は困難である。STN液晶はね
じれ角が250〜360度であり、ねじれ角が90度で
あるTN液晶と比較して、コントラストを増大させるの
に有利である。強誘電性液晶を用いた素子は、液晶材料
と配向膜との相互作用により自発分極を発生させ、この
自発分極と電場との相互作用により液晶を駆動させる方
式であるので、応答速度を改善するのに有効である。次
に、本発明のより具体的な実施例(第2の実施例,第3
の実施例)について説明する。 (実施例2)まず、以下の原料を用い、高分子組成物を
調整した。 熱可塑性樹脂:ポリイミド樹脂(日立化成製,商品名P
IX−5400) 溶媒:γ−ブチロラクトン
The liquid crystal used is not particularly limited, and any liquid crystal such as a twisted nematic (TN) liquid crystal, a super twisted nematic (STN) liquid crystal, and a ferroelectric liquid crystal (chiral smectic liquid crystal) may be used. However, although TN liquid crystals have been widely used,
The display method using this liquid crystal has problems such as insufficient response speed and crosstalk.Therefore, application to devices that require a fast response speed, such as large-screen displays for moving images, is difficult. Have difficulty. The STN liquid crystal has a twist angle of 250 to 360 degrees, which is advantageous for increasing the contrast as compared with a TN liquid crystal having a twist angle of 90 degrees. The device using ferroelectric liquid crystal generates spontaneous polarization by the interaction between the liquid crystal material and the alignment film, and the liquid crystal is driven by the interaction between the spontaneous polarization and the electric field, thereby improving the response speed. It is effective for Next, more specific embodiments of the present invention (second embodiment, third embodiment)
Example) will be described. Example 2 First, a polymer composition was prepared using the following raw materials. Thermoplastic resin: Polyimide resin (manufactured by Hitachi Chemical, trade name P
IX-5400) Solvent: γ-butyrolactone

【0029】得られた高分子組成物を、洗浄されたガラ
ス基板にスピンナーにより塗布した後、150℃で60
分間加熱して溶媒を飛散させ、厚さ1μmの高分子膜を
形成した。この膜の上方から、CW−YAGレーザをビ
ーム径を2μmに絞り、20μm間隔で一定方向に縞状
に照射した。このときのパワー密度は1kW/cm2
ある。この結果、収縮部位及びこれに隣接する延伸部位
を有する液晶配向膜が形成された。
The obtained polymer composition is washed with washed glass.
Coated on a substrate with a spinner,
Heated for 1 minute to disperse the solvent, forming a 1 μm thick polymer film.
Formed. From above this film, a CW-YAG laser was
The beam diameter is reduced to 2μm, and stripes are formed in a certain direction at 20μm intervals.
Irradiation. The power density at this time is 1 kW / cmTwo so
is there. As a result, the contraction site and the extension site adjacent thereto
Was formed.

【0030】次いで、上記のようにして得られた2枚の
基板を、スペーサを介して5μm間隔で隔てて保持し、
これらの周縁部をシール剤でシールし、基板間にネマテ
ィック液晶(Merk社製,ZLI−1370)を封入
して液晶セルを作成した。各セルを偏光顕微鏡を用いて
観察し、液晶の配向性を評価した。この結果、液晶の配
向が良好であることが確認された。また、液晶配向膜表
面の汚染、きずなどの欠陥は全く観察されず、静電気の
発生も全く観察されなかった。なお、レーザのパワー密
度は、液晶配向膜,基板の材質などで最適値が変わる。 (実施例3)図3は、本発明の第3の実施例に係わる液
晶表示素子の概略構成を示す断面図である。この素子を
製造方法に従って説明する。
Next, the two substrates obtained as described above are held at intervals of 5 μm via a spacer,
These peripheral portions were sealed with a sealant, and a nematic liquid crystal (ZLI-1370, manufactured by Merk) was sealed between the substrates to form a liquid crystal cell. Each cell was observed using a polarizing microscope, and the orientation of the liquid crystal was evaluated. As a result, it was confirmed that the orientation of the liquid crystal was good. No defects such as contamination and flaws on the surface of the liquid crystal alignment film were observed, and no generation of static electricity was observed. The optimum value of the power density of the laser changes depending on the material of the liquid crystal alignment film and the substrate. (Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention. This device will be described according to a manufacturing method.

【0031】まず、洗浄されたガラス基板1上に、例え
ばスパッタ法でMo−Ta合金を300nm成膜し、ゲ
ート電極,ゲート線20及び負荷容量線17をパターニ
ングする。次いで、ゲート絶縁膜(SiO膜)10を3
50nm、SiN膜11を50nm、a−Si膜12を
100nm、エッチングストッパとして機能する保護膜
(SiN膜)13を100nm連続成膜する。続いて、
保護膜13をパターニングし、さらにSiN膜11及び
a−Si膜12を縞状にパターニングする。次いで、I
TO膜18を100nm成膜したのち、これを画素電極
形状にパターニングし、さらにソース・ドレイン領域の
オーミックコンタクト層である燐等の不純物をドープし
たn+ 型a−Si膜14を50nm成膜する。
First, a 300 nm Mo-Ta alloy is formed on the cleaned glass substrate 1 by, for example, a sputtering method, and the gate electrode, the gate line 20 and the load capacitance line 17 are patterned. Next, the gate insulating film (SiO film) 10 is
A 50 nm-thick SiN film 11, a 100 nm-thick a-Si film 12, and a 100 nm-thick protective film (SiN film) 13 functioning as an etching stopper are continuously formed. continue,
The protective film 13 is patterned, and the SiN film 11 and the a-Si film 12 are patterned in stripes. Then I
After a TO film 18 is formed to a thickness of 100 nm, the TO film 18 is patterned into the shape of a pixel electrode, and n + doped with an impurity such as phosphorus which is an ohmic contact layer of source / drain regions. A 50-nm type a-Si film 14 is formed.

【0032】次いで、ゲート電極の端子部分の上の第1
の絶縁膜であるSiO膜10をエッチング除去する。そ
の後、Crを100nm,Alを400nm成膜し、信
号線及びドレイン電極15とソース電極16を形成す
る。続いて、ドレイン電極15及びソース電極16をマ
スクとしてn+ 型a−Si膜14をエッチング除去して
ドレイン電極15とソース電極16を電気的に分離し、
これによりアクティブマトリックス基板を形成する。最
後に、パッシベーション膜としてSiN膜19を150
nm成膜し、パターニングする。
Next, the first electrode on the terminal portion of the gate electrode
The SiO film 10, which is the insulating film, is removed by etching. Thereafter, a film of Cr is formed to a thickness of 100 nm, and a film of Al is formed to a thickness of 400 nm to form a signal line, a drain electrode 15 and a source electrode 16. Subsequently, n + is formed using the drain electrode 15 and the source electrode 16 as a mask. The drain electrode 15 and the source electrode 16 are electrically separated by removing the mold a-Si film 14 by etching,
Thus, an active matrix substrate is formed. Finally, the SiN film 19 is formed as a passivation film by 150
is formed and patterned.

【0033】次に、従来技術であるラビング法により液
晶配向膜及び対向基板に配向処理を施した。この対向基
板と図3に示す基板を、液晶配向膜が形成された面を対
向させ、スペーサにより所定の間隔を保持した状態で、
基板の周縁部をシール材で接着した。注入口から一対の
基板の間に液晶を封入したのち、注入口を閉じる。
Next, an alignment treatment was applied to the liquid crystal alignment film and the counter substrate by a conventional rubbing method. The opposing substrate and the substrate shown in FIG. 3 are opposed to each other on the surface on which the liquid crystal alignment film is formed, and a predetermined distance is maintained by a spacer.
The periphery of the substrate was bonded with a sealing material. After the liquid crystal is sealed between the pair of substrates from the inlet, the inlet is closed.

【0034】ところで、一般にラビング法ではアクティ
ブマトリックス基板の凹凸があるため、ラビング方向に
よっては液晶配向膜がラビング用布でうまく擦られない
箇所が生じることが知られている。この配向不良は、液
晶表示素子では輝点として視認される。輝点状欠陥は表
示上かなり目立つため、配向不良を修正することが必要
である。
By the way, it is generally known that in the rubbing method, there are irregularities on the active matrix substrate, and depending on the rubbing direction, there are places where the liquid crystal alignment film is not rubbed well with the rubbing cloth. This alignment defect is visually recognized as a bright spot in the liquid crystal display element. Since the bright spot defect is considerably conspicuous on the display, it is necessary to correct the defective orientation.

【0035】そこで本実施例では、まず輝点欠陥にCW
−YAGレーザを、アクティブマトリックス基板の裏面
から、ビーム径20μm,パワー密度0.1kW/cm
2 で液晶配向膜に焦点を合わせて画素内全面を照射し
た。これにより、アクティブマトリックス基板上で液晶
は配向されなくなった。
Therefore, in this embodiment, first, CW
-YAG laser was applied from the back surface of the active matrix substrate to a beam diameter of 20 μm and a power density of 0.1 kW / cm.
Two Then, the entire surface inside the pixel was irradiated by focusing on the liquid crystal alignment film. As a result, the liquid crystal was no longer aligned on the active matrix substrate.

【0036】その後、ビーム径を2μmに絞り、20μ
m間隔で基板の裏面から初期に配向された方向と90度
ずれた方向に縞状に照射した。このときのエネルギー密
度は1kW/cm2 とした。その結果、液晶はレーザビ
ームを照射した方向と90°ずれた方向に沿って配向さ
れ、配向を制御することができた。なお、レーザビーム
の照射による周辺の液晶の損傷は見られなかった。ま
た、レーザビームのパワー密度は、液晶配向膜,基板の
材質などで最適値が変わる。
Thereafter, the beam diameter was reduced to 2 μm, and the beam diameter was reduced to 20 μm.
Irradiation was performed in stripes at intervals of m in a direction shifted by 90 degrees from the direction initially oriented from the back surface of the substrate. The energy density at this time is 1 kW / cm 2 And As a result, the liquid crystal was oriented along a direction shifted by 90 ° from the direction of the laser beam irradiation, and the orientation could be controlled. No damage to the surrounding liquid crystal due to laser beam irradiation was observed. The optimum value of the power density of the laser beam varies depending on the material of the liquid crystal alignment film, the substrate, and the like.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ネルギービームの照射により高分子膜の表面に、延伸部
位と収縮部位を形成することによって液晶の配向を制御
することができる。従って、表面の汚染や静電気の発生
を伴うことなく、短時間で優れた液晶配向膜を製造する
ことができ、大型で精密な液晶表示装置への適用も可能
となる。
As described above, according to the present invention, the orientation of the liquid crystal can be controlled by forming the stretched portion and the contracted portion on the surface of the polymer film by irradiation with the energy beam. Therefore, an excellent liquid crystal alignment film can be manufactured in a short time without causing surface contamination and generation of static electricity, and application to a large and precise liquid crystal display device is also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例方法に係わる液晶配向膜
の製造工程を示す断面図、
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a liquid crystal alignment film according to a first embodiment of the present invention;

【図2】第1の実施例の液晶配向膜を用いた液晶表示素
子の概略構成を示す断面図、
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device using the liquid crystal alignment film of the first embodiment.

【図3】本発明の第3の実施例に係わる液晶表示素子の
概略構成を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板、 2…高分子膜、 3…エネルギービーム、 4…収縮部位、 5…延伸部位、 6…液晶分子、 7…スペーサ、 8…シール剤、 9…電極。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... board | substrate, 2 ... polymer film, 3 ... energy beam, 4 ... contraction part, 5 ... extension part, 6 ... liquid crystal molecule, 7 ... spacer, 8 ... sealant, 9 ... electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1337

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に形成される高分子膜をラビングす
る工程と、前記ラビングによって前記高分子膜に生じた
配向不良個所にエネルギービームを照射して配向を無く
す工程と、前記エネルギービームを照射した個所に所定
方向に沿ってエネルギービームを照射し、照射部分と該
照射部分に隣接する非照射部分の体積変化を利用して、
前記高分子膜に延伸部位と収縮部位を形成する工程とを
含むことを特徴とする液晶配向膜の製造方法。
1. A step of rubbing a polymer film formed on a substrate, a step of irradiating an energy beam on a portion of the polymer film caused by the rubbing to cause a misalignment, and removing the orientation of the energy beam. By irradiating the irradiated portion with an energy beam along a predetermined direction, using the volume change of the irradiated portion and the non-irradiated portion adjacent to the irradiated portion,
Forming a stretched part and a contracted part in the polymer film.
【請求項2】前記高分子膜に前記延伸部位と前記収縮部
位を形成する際に、ビーム径を絞ったエネルギービーム
を照射することを特徴とする請求項1記載の液晶配向膜
の製造方法。
2. The polymer film according to claim 1 , wherein the stretched portion and the contracted portion are provided on the polymer film.
Energy beam with a reduced beam diameter when forming
2. The liquid crystal alignment film according to claim 1, wherein
Manufacturing method.
【請求項3】前記高分子膜が、熱可塑性樹脂又は熱硬化
性樹脂であることを特徴とする請求項1又は2記載の液
晶配向膜の製造方法。
Wherein the polymer film, The method according to claim 1 or 2 liquid crystal alignment film, wherein the thermoplastic resin or thermosetting resin.
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