JPH01156721A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示素子に関し、特に配向膜を改良した
液晶表示素子に関する。

（従来の技術） 一般に、液晶表示素子は、第１図に示すように、ガラス
からなる一対の基板１１．１２の対向面に透明な電極１
３．１４が形成されているとともに、この電極１３．１
４を覆って配向膜１５．１６が形成され、そして、上記
一対の基板１１．１２がスペーサ（図示しない）を介在
して所定の間隔に対向配置されて、周囲の封肴材１８に
より接着され、かつ、一対の基板１１．１２間の間隙に
液晶１９が封入挟持されている。

また、上記一対の基板１１．１２の両方または一方の外
面上に偏光板２０．２１が被着されている。

なお、上記一対の基板１１．１２の電極１３．１４は、
互いに帯状の個々の電極が直交して、その交差部分が表
示部における画素となっている。

このような液晶表示素子では、対向する電極１３、１４
間に電圧を印加して、液晶１９の分子の配向方向を変化
させ、分子の配向方向の違いによる光学的特性の差を利
用して表示を行なう。したがって、液晶１９の分子は、
一定方向に均一に配向している必要があり、液晶１９の
分子の配向状態の良否が液晶表示素子の基本性能である
コントラスト、表示の均一性、応答速度等に大きな彩管
を与える。

上記のような配向性を付与する方法としては、次のよう
なものが知られている。

例えば、特公昭５４−１２０６７号公報に示されるよう
に、基板の表面にＳｉＯ等の無機物質を斜め方向から蒸
着することによって液晶配向膜を形成する。この方法は
、基板面に対して非接触である反面、蒸着法であり、真
空装置を必要とするため工程がバッチ式になる等、製造
上問題がある。

また、基板をシラン系カップリング剤で処理した後、一
方向にラビングすることによって液晶配向膜を形成する
方法がある。この方法は、均一に液晶分子が配向するも
のの、対向電極間がショートしやすいという問題がある
。

また、特開昭５４−１１９２６３号公報に示されるよう
に、基板上に有磯高分子をコーティングした復、加熱処
理した薄膜を一方向にラビングすることによって液晶配
向膜を形成する方法がある。この方法は、液晶分子が非
常に均一に配向し、かつ、用いた高分子薄膜の絶縁性に
よって基板間のショートを防止できる等の利点があり、
現在量も一般的に用いられている。

しかし、液晶表示素子の表示性能、とりわけコントラス
トの向上にともない、有様高分子薄膜をラビングした際
の傷およびラビングの不均一が、表示状態で数本の筋ま
たはむらとなってあられれることがある。また、ラビン
グする際のマシン設定条件も非常にきびしく、製造マー
ジンの点でも問題がある。　　＼ （発明が解決しようとする問題点） 上記のように、従来の液晶表示素子においては、配向膜
の形成につき問題がある。

本発明の目的は、配向膜のラビング時の傷および不均一
による、点灯状態での筋や表示むら等の発生が少なく、
ラビングマシンの設定条件も広くとれ、表示品位の向上
と製造マージンの拡大により生産性の向上と歩留りの向
上を図り、製造コストの低減も行なうことのできる液晶
表示素子を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、少なくとも一対の基板の対向面に電極および
配向膜を形成するとともに、少なくとも一対の基板間に
液晶を封入した液晶表示素子において、上記配向膜は、
鉛筆硬度で２Ｈ以上の硬度を持つものである。

なお、本明細書において、鉛筆硬度とは、Ｊ　Ｉｓ　ｒ
Ｋ５４０１　Ｊで規定する「塗膜用鉛筆引っかき試験機
」により測定した硬度をいう。

（作用） 本発明では、液晶の配向性を付与する配向膜が鉛筆硬度
で２Ｈ以上の硬度を持つことより、ラビング時の傷およ
び不均一による（口および不均一を少なくするものであ
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

本発明による液晶表示素子も、前記第１図に示した構成
を基本的に備えている。そして、基板１１、１２の対向
面の配向ｍ１５．１６を、ポリイミド等の鉛筆硬度で２
Ｈ以上の硬度を持つもので形成する。

この配向膜１５．１６の形成にあたっては、基板１１、
１２上に配向膜１５．１６を付着させた後、この基板１
１．１２を、例えば第２図に示すラビング装置２１によ
ってラビング配向処理を行なう。すなわち、基板１１．
１２をその配向膜１５．１Ｇを上面にしてステージ２２
上に載置し、このステージ２２の移動により基板１１．
１２ヲ送りなかう配向１ａ１５．１６をＣ１−−７２３
によりラビング処理する。

次に実験例を示す。　　ｌ ラビング装置２１のラビング設定密度Ｉγｄ１は、次式
であられされる。

φ：ローラ２３の直径 Ｕ：ローラ２３の回転数 ■：ステージ２２の送り速度 実験は、１γｄｌ　＝３０に設定して、ステージ２２と
ローラ２３との間の距離（以下、ローラギャップという
）を変えてラビングを行ない、このラビングされた基板
１１．１２を組立て、点灯状態でのラビング筋、表示状
態の比較を行なった。なお、ラビングによって生じるラ
ビング筋および表示むらは、ラビングによって形成され
る配向膜１５．１６の表面の微細な溝が不均一なためで
ある。また、実験には、各場合とも、配向膜１５．１６
としてポリイミド（日産化学、ポリイミド・サンエバー
４１１０＞を用いている。

まず、実験例１では、配向膜として、ポリイミドに架橋
剤を固形分濃度に対して１５％添加したものを用い、基
板上の成膜後の鉛筆硬度を４Ｈに設定している。また、
実験２では、配向膜として、ポリイミドに架橋剤を固形
分濃度に対して５％添加したものを用い、基板上の成膜
後の鉛筆硬度を２Ｈに設定している。さらに、実験例３
（比較例）として、配向膜の基板上の成膜後の鉛筆硬度
をＦ〜Ｈに設定したものを加えた。

これらの実験結果を第３図に示す。この第３図は、各ロ
ーラギャップでの平均表示品位のレベルをあられしてお
り、表示品位が良いものがＬＯで、順次Ｌ１からＬ５に
なるにしたがって表示品位が悪くなっていることを示し
ている。また、表示品位とは、ラビング筋、表示状態の
むらを含んでおり、ＬＯがラビング筋、むらがない状態
、Ｌ２が注意して見ないと分らないレベルであり、良品
レベルである。

実験例１のポリイミド、鉛筆硬度４Ｈ（曲線ａ）では、
良品レベルを示すローラギャップ幅は、中心値で±０．
２５　ｒｔｍの許容幅があり、Ｌ２以上の不良率は０．
５〜１，０％以内で、ローラギャップの中心値での平均
表示品位はＬｏ、５であった。

次に、実験例２のポリイミド、鉛筆硬度２Ｈ（曲１ｂ）
では、良品レベルを示すローラギャップ幅は、中心値で
±０．１０．の許容幅があり、し２以上の不良率は１．
５〜２．０％以内で、ローラギャップの中心値での平均
表示品位はＬｌ、２であった。

さらに、比較例としての実験例３のポリイミド、鉛筆硬
度Ｈ（曲線Ｃ）では、良品レベルを示すローラギャップ
幅は、中心値で±０．５ｍの許容幅であり、Ｌ２以上の
不良率は４．０〜５．０％以内で、ローラギャップの中
心値での平均表示品位はし　１．５であった。

以上の実験の結果をまとめると、数表のようになる。

（以下次頁） このように、配向膜の硬度がＨから２）−１゜４日と高
くなるにしたがい、ローラギャップの許容幅が２倍、５
倍と大きくなり、かつ、し２以上の不良率が１／２〜１
／３．１１５〜１／１０と少なくなる。また、ローラギ
ャップの中心値での平均表示品位もし１．５からし１．
２、ｌ　Ｏ，５と良くなっている。

以上のことから明らかなように、配向膜に鉛筆硬度を２
Ｈ以上のものを用いることによって、平均表示品位の向
上と、ラビング装置でのローラギャップの許容幅が広が
るため、製造マージンが従来の２倍以上も拡大され、不
良率も少なくなるため、生産性の向上と歩留りの向上と
なる。このため、製造コスト低減も可能となる。

なお、上記実施例では、配向膜として比較のため、ポリ
イミド（８産化学、ポリイミド・サンエバー４１１０）
を用いたが、他のポリイミド、ポリアミド系樹脂を始め
、配向性を有する有機高分子薄膜でも同様の効果がある
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液晶の配向性を付与する配向膜が鉛筆
硬度で２Ｈ以上の硬度を持つことより、配向膜のラビン
グ時の傷および不均一による、点灯状態での筋や表示む
ら等の発生が少なく、うごングマシンの設定条件も広く
とれ、表示品位の向上と製造マージンの拡大により生産
性の向上と歩留りの向上を図り、製造コストの低減も行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図は液晶表示
素子の断面図、第２図はラビング装置の説明図、第３図
は実験測定図である。 １１、１２・・基板、１３．１４・・電極、１５．１６
φ・配向膜、１９・・液晶。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一対の基板の対向面に電極および配向
   膜を形成するとともに、少なくとも一対の基板間に液晶
   を封入した液晶表示素子において、 上記配向膜は、鉛筆硬度で２Ｈ以上の硬度を持つことを
   特徴とする液晶表示素子。