JPH022515A - 液晶用配向膜の製法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、高分子樹脂からなる液晶分子の配向膜の製法
に関する。

従来の技術 液晶分子の配向膜は、液晶デイスプレィには必須のもの
である。前記配向膜としては、無ａ質の側方蒸着膜、ラ
ビングされた有機樹脂膜等が使われる（例えば液晶エレ
クトロニクスの、１１と応用、佐々木　昭夫　編）。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、無ｎ質の針方蒸着膜については、装とが
比較的高価なこと、真空プロセスなのでプロセス・コス
トが高くつくことに難がある。

−Ｍにラビング法が産業界では多用されているが、液晶
分子の捻り角の大きいモード、すなわらスーパー・ツィ
スティッド・ネマティック・−Ｔ−−ドでは、ラビング
圧が軽く、密度の高いラビングが必要となる。この条件
を得るためには、厳格な管理が必要となる。

さらに、スーパー・ツィスティッド・ネマティック・モ
ードを用いた大容量表示においては、液晶分子のプレ・
チルト角を大きくする必要がある。

今のところ、一致した考えは無いが、プレ・チルト角と
しては、１５”〜２０°は欲しい。現在、配向膜材料と
して有機樹脂を用いた場合、ラビングにおいては、再現
性と信頼性を考慮すると、約ｌＯ＠が限度である。

課題を解決するための手段 本発明は前述のような課題を解決するために、Ｘ線レジ
スト層を主面に有する基板に平行Ｘ線を前記基板に所定
の角度に照射し、次に現像液、リンス液に浸漬するよう
な液晶用配向膜の製法を提供するものである。

本発明は前述のような課題を解決するために、Ｘ線レジ
スト層を主面に有する基板に平行Ｘ線を前記基板に所定
の角度に照射し、次に現像液・リンス液に浸請し、更に
乾燥後、前記Ｘ線レジスト層をラビングするような液晶
用配向膜の製法をも提供するものである。

また、本発明は前述のようなｉ！ｌ！題を解決するため
に、前に述べた平行Ｘ線の照射において、照射強度の空
間的分布をマスクを用いて、変調することを特徴とする
液晶用配向膜の製法をも提供するものである。

また、本発明は前述のような課題を解決するために、マ
スクはポリイミド・フィルムやマイラー・フィルムの上
にＸ線を吸収する金属を１貞層し、１ナンド・プラスト
法、液体ホーニング法、研磨法によって前記金属に傷を
止起させるごとによっていることを特徴とする前述の様
な液晶用配向膜の製法を提供するものである。

本発明は前述のような課題を解決するために、前述の平
行紫外線光がエキシマ−・レーデ−から得られることを
特徴とする前述の様な液晶用配向膜の製法を提供するも
のである。

作用 液晶分子を配向させるためには、２３壁界面での液晶分
子を配向させる必要がある。このために、界面に通常、
配向膜が設けられる。配向膜の表面は、分子レベル程度
にミクロなある秩序が必要なのは理解される。この秩序
は、液晶分子と相互作用する凸が規則的に並んでいる場
合もあるし、凸凹形成が規則的であって、結果として体
積排除効果による自由エネルギー減少のにより液晶分子
に配向規制力を課することもあると考えられている。

本発明はこれらの配向メカニズムに関与していると考え
られる。

Ｘ線は波長が０．１オングストローム〜１００オンスト
ロームの電極波であって、このうちでも、？Ｘ線（波長
４〜５０オンス］・ローム）のものが、より（吏い易い
。

特性Ｘ線とは、たとえば金属ターゲラ１、に電子線を衝
突させると、金属原子の内殻電子が原子から飛び出し、
次の過程で外殻電子が抜けた内殻電子の穴に落込み、こ
の時エネルギーがほとんど一定のＸ線が放射される。こ
のＸ線は輝線スペクトル的である。

゛１′、導体技術で使うＸ線レジストとしては、ＰＭＭ
ΔやＣＭＳが公知である。

Ｘ線によりＸ線レジスト層が感光し、現像液、リンス液
中への浸漬により、Ｘ線レジスト表面に凸凹が出来、液
晶分子が配向すると想定される。

Ｘ線を斜めに照射するごとにより、鋸歯状のＸ線レジス
ト表面が得られることにより、液晶分子のプレ・チルト
角が大きくなるという結果を生んでいるとＩＩＬ測して
いる。また、Ｘ線レジストの感光、現像、現像停止の後
、ラビングすることにより、液晶分子のプレ・チルト角
の調整、配向規制力の強化を招来する回向にあった。

前記平行Ｘ線光の微細な空間的分布をもたせることは、
多分、起こっていると思われる光学系自身の乱れに由来
する光源の性質を利用するか、またはより効果的には、
基板上の有機樹脂層に密着させたマスクを利用する。

このように微細なパターンのマスクは、入手が困難であ
る。はぼ、１ミクロン口に、数個以上の白パターンが必
要である。これは、例えば、以下の様にして得ることが
出来る。金属枠に、マイラー・フィルムまたはポリイミ
ド・フィルムを引き延ばして固定する。このフィルムに
付着力の強化のために、クロムを約１００オングストロ
ームスパック−法で形成し、次に同様の方法で金膜を約
２ミクロン形成する。更に、重曹粒子を使ったサンド・
プラスト法によって、または液体ホーニング法によって
、または酸化クロム粒子等を使ったｒＪＦ　８５法によ
り無数の傷を前記クロム層と金属に発生させ、結果的に
無数の白パターンを有するマスクを得る。サンド・プラ
スト法や液体ホーニング法においては、粒子の照射角度
を変えることにより、平均的な白パターンの形状が変化
し、ひいては液晶分子の配向性やプレ・チルト角に影響
を与える。

本発明による方法は、真空を必要とせず、この点、設備
費は小さい、また、従来の繊維等にょる樹脂膜のラビン
グにおいては、ネマチック液晶分子のプレ・チルトを若
干、水平より立てようとすると、非常に微妙な条件設定
と、樹脂膜材料の選定が必要である０本発明による方法
では、従来よリプレ・チルト角を大きく出来、再現性も
向上し、また樹脂膜材料の選択の自由度も広がった。

また、本発明において、Ｘ線照射、現像の後、ラビング
するのは、基板近傍の液晶分子の並びの方向性を強める
ためのもので、従来に比べて、より大きなプレ・チルト
角とか、安定性等の本発明の効果はｉｎなわれない。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。Ｘ線レジスト　ｒ’ＢＭ（ダイキン製）を入手し、ス
ピナー法で約２５００オングストロームの膜厚となるよ
うにガラス基板上に塗布した。

さらに所定のブリ・ベークを行なった。

Ｘ線源としては、封じ込みフィラメント線管（水冷式）
を用いた。ターゲットにはシリコンをはめ込んだ、シリ
コンの特性Ｘ線（Ｓｉ−Ｋ）の強度がかなりのものにな
るように、管電圧を上げて使用した。

第１図に封じ込みフィラメントＸ線管の措成断面図を示
す、ｌは冷却水、２は胴、３はシリコン・ターゲット、
４はＸＩ５．５は電子、６はタングステン・フィラメン
ト、７はベリリウム窓、８はガラスである。

（実施例１） 第２図に、Ｘ線の照射装置の概略図を示す、同図におい
て、１１はＸ線源、１２はステンレスから出来たスリッ
ト、１３はマスク、１４はＸ線しジス１−層、１５は基
板であり、ａは基板法線とＸ線のなす角度である。なお
、大面積にＸ線を照射するためには、基板は摺動させる
。基板とマスクの密着は減圧による。

第２図のクロく、ただしａは０°とし、マスク１３は省
き、直１妾Ｘ線を、Ｘ線レジスト層を主面上に有するガ
ラス基板に、すなわらＸ線レジスト層に１０分照射した
。更に、現像液、及びリンス’ｔ（ｌに’ｔｌ青し、そ
の後エアー・ナイフで乾燥させた。

次に、通常の方法で、レーヨン布を使って軽いラビング
を行なった。

この様な基板２枚を、液晶分子がホモジニアス配向にな
るように貼り会わせ、液晶を注入し、液晶パネルを得た
。　Ｉｎ揚場法よるプレ・チルト測定の結果、！２〜１
３°のプレ・チルトが得られた。

実際のパネルにおいても、従来に比べて液晶分子のツイ
ストにおける捻れ安定性は向上した。

（実施例２） 実施例１の如く、Ｘ線を照射した。ただし、第２図にお
いて、ａを４０°とした。更に、現像液、及びリンス液
に浸漬し、その後エアー・ナイフで乾燥さ・Ｕた。この
場合には、ラビングは行わなかった。

実施例Ｉと同トハのプレ・ヂルト測定の結果、プレ・チ
ルトは１５°以上であることが分かった。

実際のスーパー・ツィスティッド・ネマチック・パネル
（Ｓ　Ｔ　Ｎパネル）においては、簡単な検討の結果は
総合的に特性が向上することを示唆している。

（実施例３） 前記マスクを以下の如く、作製した。ステンレス枠に２
５ミクロンの厚みのポリイミド・フィルムを引っ張りな
がら、張り付けた０次に、スパッター法で、クロムを約
１００オングストローム、更に金を約２ミクロン積層し
た。

この金属層に重層粒子を使ったサンド・ブラスト法によ
り、無数の傷を付けた。第３図にサンド・ブラスト法を
行う装置の概略図を示す、２１は高圧空気を送るパイプ
、２２は重曹粒子を入れた容器、２３は粒子の吹き出し
口、２４は金ｒｉｒ、層、２５はポリイミド・フィルｌ
、等からなる基体であり、またｂは粒子の吹き出し方向
と基板の法線とのなす角である。

本実施例では、第３図すはＯｏとした。

つぎに実施例１の如く、ただしマスクを用いて、このマ
スクの金属の面をＸ線レジスト層に密着させて、Ｘ線レ
ジスト層にＸ線を照射した。第２図において、角度ａは
Ｏｏ及び３０°のもの、２条件について試みた。更に、
現像液、及びリンス液に浸漬し、その後エアー・ナイフ
で乾燥させた。

この後、通常のラビングを、樹脂層にラビング強度を小
さくして行った。

液晶パネルを作製し、液晶分子のプレ・チルト角を測定
したところ、その値は１５°〜３０°の間にあり、これ
に至る諸条件に依存していた。再現性は十分、保証され
ていた。

ＳＴＮパネルにおいては、諸特性は優れたものであった
。

（実施例４） 実施例３の如（、マスクを作製した。ただし、ｌｊｌり
粒子をクロム面に対して、第３図においてｂが約７０°
になるようにした。

つぎに実施例１の如く、ただしマスクを用いて、このマ
スクの金属の面をＸ線しジスｌ−層に密着させて、Ｘ線
レジスト層にＸ線を照射した。第２図において、角度ａ
は０°及び３０°のもの、２条件について試みた。更に
、現像液、及びリンス液に７受）責し、その後エアー・
ナイブで乾燥させた。

液晶パネルを作製し、液晶分子のプレ・チルト角を測定
したところ、その値は１５°〜３０’の間にあり、これ
に至る諸条件に依存していた。再現性は十分、保証され
ていた。

Ｓ　Ｔ　Ｎパネルにおいては、諸特性は優れたものであ
った。

（実施例５） マスクを以下のように製作した。実施例３の様に、ポリ
イミド・フィルム上にクロムと金の層を形成し、１ミク
ロン以下の粒径のアルミナを使った液体ホーニング、ま
たは酸化クロムを使った研房により、前記金属層に無数
の傷を生起させた。

このとき、液体ホーニングの場合には、粒子の方向と金
属層の法線とのなす角度については、考慮を払った。ま
た、研磨の場合には、傷が方向性を有する条件と、そう
でない場合とについて検討を加えた。このマスクを用い
て、実施例３、実施例４と同様の試みをなした。結果は
総合的に判断して、優れたものであった。

発明の効果 以上本発明は液晶分子配向用膜を得るための方法を提供
するものであり、産業上の価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＸ線管の構成断面図、第２図はＸ線照射装置の
概略構成図、第３図はサンド・ブラスト法法を行う装置
の概略構成図である。 ｌ・・・・・・冷却水、２・・・・・・ｉｎ、３・・・
・・・シリコン・ターゲット、４・・・・・・Ｘ線、５
・・・・・・電子、６・・・・・・タングステン・フィ
ラメント、７・・・・・・ベリリウム窓、８・・・・・
・ガラス、１１・・・・・・Ｘ線源、１２・・・・・・
ステンレスから出来たスリット、１３・・・・・・マス
ク、１４・・・・・・Ｘ線しジメ１−層、１５・・・・
・・基早反、２１・・・・・・高圧空気を送るパイプ、
２２・・・・・・重曹粒子を入れた容器、２３・・・・
・・粒子の吹き出し口、２４・・・・・・金属層、２５
・・・・・・基体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線レジスト層を主面に有する基板に平行Ｘ線を
   前記基板に所定の角度に照射し、次に現像液、リンス液
   に浸漬することを特徴とする液晶用配向膜の製法。
2. （２）Ｘ線レジスト層を主面に有する基板に平行Ｘ線を
   前記基板に所定の角度に照射し、次に現像液、リンス液
   に浸漬し、更に乾燥後、前記Ｘ線レジスト層をラビング
   することを特徴とする液晶用配向膜の製法。
3. （３）平行Ｘ線の照射強度の空間的分布をマスクを用い
   て、変調することを特徴とする請求項（１）または（２
   ）のいずれかに記載の液晶用配向膜の製法。
4. （４）マスクはポリイミド・フィルムやマイラー・フィ
   ルムの上にＸ線を吸収する金属を積層し、サンド・ブラ
   スト法、液体ホーニング法、研磨法によって前記金属に
   傷を生起させることによっていることを特徴とする請求
   項（１）または（２）のいずれかに記載の液晶用配向膜
   の製法。
5. （５）平行Ｘ線が源が、原子からの特性Ｘ線によること
   を特徴とする請求項（１）または（２）のいずれかに記
   載の液晶用配向膜の製法。